el impacto de los fondos mixtos en el desarrollo

EL IMPACTO DE LOS
FONDOS MIXTOS EN EL
DESARROLLO REGIONAL
VOLUMEN II
2
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DIRECTORIO
Dr. Juan Pedro Laclette
Coordinador General
Fís. Patricia Zúñiga-Bello
Secretaria Técnica
MESA DIRECTIVA
Academia Mexicana de Ciencias Dr. Arturo Menchaca Rocha
Academia de Ingeniería Ing. José Antonio Ceballos Soberanis
Academia Nacional de Medicina Dr. David Kershenobich Stalnikowitz
Asociación Mexicana de Directivos de la Investigación Dr. Sergio Ulloa Lugo
Aplicada y Desarrollo Tecnológico
Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Dr. Rafael López Castañares
Educación Superior
Confederación de Cámaras Industriales de los Estados Ing. Salomón Presburger Slovik
Unidos Mexicanos
Consejo Nacional Agropecuario Lic. Juan Carlos Cortés García
Confederación Patronal de la República Mexicana Lic. Gerardo Gutiérrez Candiani
Cámara Nacional de la Industria de Transformación Ing. Sergio Cervantes Rodiles
Red Nacional de Consejos y Organismos Estatales de Mtro. Miguel O. Chávez Lomelí
Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional Autónoma de México Dr. José Narro Robles
Instituto Politécnico Nacional Dra. Yoloxóchitl Bustamante Diez
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN Dr. J. P. René Asomoza Palacio
Academia Mexicana de la Lengua Dr. José G. Moreno de Alba
Academia Mexicana de Historia Dra. Gisela Von Wobeser Hoepfner
Sistema de Centros Públicos de Investigación
Consejo Mexicano de Ciencias Sociales Dra. Cristina Puga Espinosa
Investigadora electa Dra. Leticia M. Torres Guerra
Investigador electo Dr. Antonio E. Lazcano Araujo
Investigador electo Dr. Juan José Saldaña González
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
EL IMPACTO DE LOS
FONDOS MIXTOS EN EL
DESARROLLO REGIONAL
VOLUMEN II
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4
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Foro Consultivo Científico y Tecnológico, AC
Insurgentes Sur No. 670, Piso 9
Colonia Del Valle
Delegación Benito Juárez
Código Postal 03100
México, Distrito Federal
www.foroconsultivo.org.mx
foro@foroconsultivo.org.mx
Tel. (52 55) 5611-8536
Responsables de la edición:
Juan Pedro Laclette
Patricia Zúñiga
Jorge Alberto Romero
Compiladores:
Brenda Figueroa Ramírez
Byndi Olea Bañuelos
Coordinador de edición:
Marco A. Barragán García
Corrección de estilo:
Ma. Areli Montes Suárez
Diseño de portada e interiores:
Víctor Daniel Moreno Alanís
Cualquier mención o reproducción del material de esta publicación
puede ser realizada siempre y cuando se cite la fuente.
DR Febrero 2011, FCCyT
ISBN 978-607-95050-7-3 (O.C)
978-607-95050-9-7 (V.II)
Impreso en México
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ÍNDICE
VOLUMEN II
Morelos
11
Ingeniería Metabólica para la Obtención de Etanol Carburante a Partir de
Hidrolizados de Bagazo de Caña
Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México
13
Sistemas para la Captación y Potabilización de Aguas Pluviales para Uso
y Consumo Humano en Comunidades Rurales del Norte del Estado de
Morelos
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
Nayarit
Evaluación de la Toxicidad de Cepas Bacterianas Entomopatógenas
Nayaritas para el Desarrollo de un Bioinsecticida contra el Gusano
Telarañero del Aguacate
Centro de Biotecnología Genómica del Instituto Politécnico Nacional
25
41
43
Optimización del Proceso de Conservación de Frutas Regionales Tropicales
por la Tecnología de Métodos Combinados, Autoestabilizados en el Envase
Centro de Tecnología de Alimentos de la Universidad Autónoma de Nayarit
51
Nuevo León
59
Creación de la Unidad Monterrey del Centro de Ingeniería y Desarrollo
Industrial en el Parque de Investigación e Innovación Tecnológica del
Estado de Nuevo León
Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial
Creación del Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Estudios
del Agua dentro del Parque de Investigación e Innovación Tecnológica
ITESM Campus Monterrey
61
65
5
6
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Puebla
Diversidad Genética, Conservación y Fitomejoramiento de Poblaciones
Locales de Maíz (Zea mays L.) en las Principales Regiones Productoras
de Puebla
Colegio de Postgraduados-Unidad Puebla
Producción Orgánica Intensiva de Shii-take Japonés (Lentinula edodes)
y Shii-take Mexicano (L. boryana) en Puebla: Desarrollo de un Proceso
Biotecnológico Comercial y el Análisis de su Competitividad en el
Mercado Nacional de los Hongos Comestibles
Colegio de Postgraduados
75
77
85
Obtención de Productos de Valor Agregado del Bagazo del Café por el
Método Catalítico
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
103
Querétaro
113
Obtención y Caracterización de Películas para Bolsas Biodegradables
Utilizando la Tecnología de Extrusión Termoplástica
CINVESTAV-Unidad Querétaro
115
Estado Actual de la Flora y la Vegetación Nativa del Municipio de
Querétaro y Zona Conurbada
Universidad Autónoma de Querétaro
125
Desarrollo de un Sistema de Control Climático Inteligente para
Invernaderos
Universidad Autónoma de Querétaro
131
Quintana Roo
El Tráiler de la Ciencia
Consejo Quintanarroense de Ciencia y Tecnología
Red de Monitoreo Estatal de Parámetros Relacionados con Proyectos de
Energía
Consejo Quintanarroense de Ciencia y Tecnología
141
143
151
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
San Luis Potosí
159
Cáncer Cervicouterino e Infecciones por Virus del Papiloma Humano en el
Estado de San Luis Potosí
Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, AC
161
Optimización de Operación de Planta Tratadora de Aguas Residuales
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
177
Sinaloa
185
Protocolo de Manejo y Bioseguridad para el Cultivo de Camarón en Jaulas
Flotantes
Centro de Ciencias de Sinaloa
187
Actualización del Programa de Ordenamiento Territorial del Estado de
Sinaloa
Universidad Autónoma de Sinaloa
195
Maestría en Docencia de las Ciencias Básicas, Opción Campo Formativo
de Matemáticas (Primera Fase)
Universidad Autónoma de Sinaloa
211
Sonora
223
Estudio de la Recuperación y Características Funcionales y Nutricias de
Proteína de Desechos de Camarón
Instituto Tecnológico de Sonora
225
Desarrollo de un Método para la Obtención del Extracto Activo de
Sulforafano a Partir de Subproductos de Brócoli (Brassica oleracea L.)
Instituto Tecnológico de Sonora
237
Sistema de Monitoreo de Calidad por Perfilometría Óptica
Centro de Investigación y Desarrollo de Ingeniería Avanzada, SA de CV
247
Tabasco
255
Estudio e Implementación de Mejoras Tecnológicas en los Procesos de
Producción del Cacao al Chocolate
Chocolates “Wolter”
257
7
8
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Tamaulipas
Investigación y Desarrollo de Aplicaciones en Aceros de Alta Resistencia
Industrias Gobar, S de RL de CV
Desarrollo de Módulo de Alimentación y Módulo de Enfriamiento
Inteligentes para Láser de ND:YAG de Alta Potencia con Régimen de
Explotación Industrial
HYTECK SA de CV y CICATA-IPN, Unidad Altamira
Desarrollo Industrial de Productos Orgánicos de Manufactura Artesanal
en la Comunidad de Francisco Medrano, Municipio de Tula, Tamaulipas
Unidad Académica Multidisciplinaria Agronomía y Ciencias de la
Universidad Autónoma de Tamaulipas
265
267
271
283
Tlaxcala
293
Transferencia y Adopción de Tres Eco-tecnologías para el
Aprovechamiento de los Traspatios en Áreas Periurbanas de Tlaxcala
Colegio de Postgraduados
295
Migración y Pobreza: Remesas, Condiciones de Vida y Trayectorias
Laborales de Migrantes Tlaxcatelcas en Estados Unidos y Canadá
El Colegio de Tlaxcala, AC
303
Análisis Espacio-Temporal de los Contaminantes del Río Zahuapan,
Tlaxcala
Facultad de Agrobiología de la Universidad Autónoma de Tlaxcala
313
Veracruz
323
Evaluación del Riesgo para la Truticultura de la Infección por
Gyrodactylus
Instituto de Ecología, AC
325
Yucatán
335
Estudio sobre Leptospirosis en Municipios del Estado de Yucatán,
severamente Afectados por el Huracán Isidoro
Universidad Autónoma de Yucatán
337
Impacto de Lixiviado de Basureros en el Acuífero Cárstico de Mérida,
Yucatán
Universidad Autónoma de Yucatán
343
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Zacatecas
349
Estado y Conservación del Pino Azul (Pinus maximartinezii) y sus
Especies Asociadas en la Sierra de Juchipila, Zacatecas
Universidad Autónoma de Chapingo
351
Ciencia en Todos los Rincones
Museo de Ciencias de la Universidad Autónoma de Zacatecas
Desarrollo de un Nuevo Método de Explotación en la Industria de la
Minería a Través del Uso del Pyroblast-C
PyroSmart México, SA de CV
363
373
Directorio
385
Directorio de Empresas, Organismos e Instituciones Educativas
Participantes
387
9
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
T IE
R R A Y L I B E R TA D
MORELOS
11
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
INGENIERÍA METABÓLICA PARA LA OBTENCIÓN DE
ETANOL CARBURANTE1 A PARTIR DE HIDROLIZADOS
DE BAGAZO DE CAÑA
Dr. Alfredo Martínez Jiménez2
Introducción
El etanol, sustituto u oxigenante apropiado para la gasolina, puede ser producido mediante tecnologías biológicas, a partir de material renovable. No es contaminante como
el petróleo y su uso no incrementa la concentración neta de dióxido de carbono en
la atmósfera (de manera artificial se recicla el carbono). México consume más de 100
mi­llones de litros de gasolina por día; de éstos, en 2001 aproximadamente 30% se importaba de los EUA, en 2004 fue 30% y ahora en 2010 se importará aproximadamente
50% del consumo nacional. Por tanto, se requiere de: un material renovable abundante
y barato para competir con los mercados ya establecidos; reducir el uso de oxigenantes
tóxicos, como el MTBE que actualmente se utiliza en México; evitar o reducir la importación de gasolina; y planear una política energética basada en la generación de combustibles sustentables.
Los materiales lignocelulósicos abundantes, también conocidos por el nombre genérico
de “biomasa”, como el bagazo de caña de azúcar (BCA), se encuentran concentrados
en varias regiones del país; Morelos entre éstas. El BCA tiene un costo marginal y, al ser
1 Proyecto
FOMIX: MOR-2004-C02-048
Monto aprobado y total: $800,000.00
2 Responsable
Técnico del Proyecto: Instituto de Biotecnología
de la Universidad Nacional Autónoma de México.
13
14
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
hidrolizado, se pueden obtener azúcares fermentables. Técnica y económicamente es
recomendable llevar a cabo una hidrólisis química de la fracción hemicelulósica, la cual
constituye aproximadamente 40% del peso seco del BCA y permite generar jarabes con
mezclas de azúcares que los contienen de cinco carbonos (como la xilosa y arabinosa) y
en una pequeña proporción, azúcares de seis carbonos (como la glucosa). Las levaduras,
microorganismos que de forma natural fermentan glucosa a etanol, no tienen la capacidad
de fermentar azúcares de cinco carbonos, razón por la cual el principal objetivo de este
proyecto fue optimizar los mecanismos moleculares y bioquímicos del metabolismo de
xilosa y glucosa en bacterias, con el propósito de aplicar este conocimiento básico para
convertir de manera eficiente todos los azúcares presentes en los hidrolizados de la
fracción hemicelulósica en etanol.
Por otro lado, para la fracción celulósica es recomendable utilizar un proceso de sacarificación enzimática a glucosa, para que esta última sea fermentada a etanol por levaduras.
Internacionalmente, incluyendo nuestro grupo de investigación, se han realizado nume­
rosos estudios para convertir estos azúcares en etanol, pero aún es necesario realizar
mejoras en los microorganismos etanológenicos, procesos de hidrólisis y de fermen­
tación para perfeccionar las tecnologías y reducir costos de producción.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La propuesta atendió la demanda del área 3: Medio Ambiente y Recursos Naturales.
Específicamente la 3.1: Desarrollar o aplicar tecnologías alternativas que utilicen fuentes
de energías renovables y que incida en el programa de energía del estado de Morelos.
Objetivo general
Optimizar los mecanismos moleculares y bioquímicos del metabolismo de xilosa y glucosa en la bacteria Escherichia coli, con el propósito de convertir de manera eficiente los
azúcares presentes en los hidrolizados ácidos de la fracción hemicelulósica del bagazo de
caña en etanol, al ser suplementados estos últimos con sales minerales y evitar el uso
de medios complejos que incrementan el costo de producción. Así mismo, estudiar la
hidrólisis enzimática y fermentación simultánea de la fracción celulósica del bagazo de
caña con celulasas comerciales y la levadura Saccharomyces cerevisiae, respectivamente.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
En este proyecto se abordó la selección, diseño y construcción, por técnicas de ingeniería
metabólica, de nuevas generaciones de cepas etanologénicas de Escherichia coli y Bacillus
subtilis, con el fin de aplicarlas a estudios relacionados con el consumo de azúcares
presentes en los hidrolizados de bagazo de caña.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
15
Esquema 1. Interrupción de las vías de fermentación y la vía heteróloga de producción de etanol
Esquema que muestra la interrupción de las vías de fermentación (con una “X”) y la vía heteróloga de producción de etanol en el diagrama del metabolismo de glucosa y xilosa en E. coli homo-etanologénica.
16
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En una segunda etapa las cepas se caracterizaron desde varios enfoques: evaluación de
actividades enzimáticas, medición de metabolitos extracelulares, evaluación de flujos
metabólicos con glucosa, producción de etanol, productividad, complementando con
estudios de expresión de genes del metabolismo central del carbono.
Posteriormente se realizaron modificaciones adicionales orientadas principalmente a
eliminar vías de fermentación que compiten con las rutas recombinantes de producción
de etanol. Además, en E. coli se evaluó la canalización del flujo de carbono a través de
vías alternas a la glucólisis, es decir, la vía de la fosfocetolasa y de Entner-Duodoroff, con
el fin de generar una cepa etanologénica con características similares a las de la bacteria
Zymomonas mobilis, pero manteniendo la versatilidad de E. coli para utilizar una amplia
variedad de azúcares. Algunas de las cepas homoetanologénicas obtenidas fueron
evaluadas en los azúcares mayoritarios (xilosa y glucosa) presentes en los hidrolizados
de bagazo de caña en cultivos lote. También se estudió la hidrólisis de la fracción
hemicelulósica con ácido diluido, tanto a escala de laboratorio, como de reactor piloto.
Se realizaron algunas pruebas de producción de etanol a partir de estos jarabes a nivel
laboratorio y se realizaron experimentos piloto de destilación y deshidratación de etanol.
Finalmente se llevaron a cabo ensayos de sacarificación y fermentación simultánea con
la fracción celulósica de bagazo de caña pretratado con ácido sulfúrico.
Los principales resultados obtenidos indican que es posible modificar el metabolismo
anaerobio de E. coli, con la expresión cromosomal de genes que codifican para la vía etanologénica de la bacteria Z. mobilis y obtener cepas homoetanologénicas. Los estudios
realizados también indican que el flujo de carbono hacia la producción de etanol es favorecido por la eliminación de vías metabólicas que compiten con la disponibilidad de carbono, y el incremento de las actividades enzimáticas (alcohol deshidrogenasa y piruvato
deshidrogenasa) que permiten dirigir el flujo de carbono hacia la formación de etanol.
Por otro lado, mediante la ingeniería metabólica de B. subtilis también logramos obtener
cepas homoetanologénicas; desafortunadamente, las velocidades de producción son
muy bajas y al parecer este fenómeno se debe a un problema de desbalance redox
intracelular. Estudios adicionales con otra serie de cepas E. coli permiten concluir que es
posible canalizar el flujo de carbono a través de la vía de Entner-Duodoroff, no obstante,
problemas de crecimiento en condiciones anaerobias nos llevaron a replantear las
estrategia y usar la evolución adaptativa para generar las cepas etanologénicas. Los
estudios con la expresión de la fosfocetolasa no presentaron el efecto esperado y, por
tanto, no se continuó estudiando esta estrategia.
El medio de cultivo para el crecimiento y producción también fue optimizado para contener
la cantidad mínima necesaria para que E. coli crezca en condiciones de fermentación y
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Esquema 2. Proceso desarrollado a nivel piloto para producir etanol carburante
Bagazo de caña
de azúcar
Adición de
ácido
Tratamiento
termoquímico
Celulosa
pretratada
Etanol
Carburante
Jarabe de
pentosas
Secado
Destilación
Hidrólisis
Enzimática
Fermentación
Esquema del proceso desarrollado a nivel piloto para producir etanol carburante a partir de
bagazo de caña con fermentación de azúcares de cinco y seis carbonos por Escherichia coli
etanolgénica desarrollada en este trabajo.
produzca eficientemente etanol. También se generaron jarabes ricos en azúcares de cinco
carbonos provenientes de la hidrólisis termoquímica de la hemicelulosa del bagazo de
caña, tanto a nivel laboratorio como de planta piloto. Éstos fueron fermentados a etanol
o lactato con rendimientos cercanos a 95% y productividades de 1 g/L.h. Las pruebas de
sacarificación y fermentación simultánea de la fracción celulósica del bagazo de caña con
celulasas comerciales, a nivel laboratorio, indican que es posible convertir una fracción
de la glucosa contenida en este polímero en etanol; sin embargo, los rendimientos no
fueron buenos.
Dados los resultados de sacarificación y fermentación simultánea, no se continuó con
estos estudios a nivel piloto, sin embargo, consideramos que es una parte importante
hacia donde debemos enfocar estudios futuros. Finalmente, realizamos pruebas de producción de etanol a escala piloto, incluyendo fermentación, destilación y deshidratación
del etanol logrando obtener aproximadamente 22 litros de etanol a 96%.
17
18
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
El proyecto desarrollado fue de investigación aplicada. Los productos entregados,
en los cuales se reconoce el financiamiento por este Fondo, quedaron constituidos
por: Manuscritos Nacionales (4); Publicaciones Internacionales (4); Manuscritos en
Memorias de Congresos Latinoamericanos (3); y Formación de Recursos Humanos: Tesis
de Licenciatura (4) y Doctorado (4).
Adicionalmente, durante el desarrollo de este trabajo, se presentaron aproximadamente
30 trabajos en foros nacionales (la mayoría de ellos por invitación) relacionados con el
tema del proyecto. Los estudiantes de posgrado presentaron 10 trabajos en congresos
internacionales y fueron merecedores de 4 reconocimientos.
En febrero de 2009 concluyó de forma oficial el apoyo por parte del FOMIX CONACYTEdo. de Morelos. En agosto del mismo año, se sometió la primera versión de patente
al Instituto Mexicano de Propiedad Intelectual y, dado el potencial de los resultados
reportados en ésta (los cuales abarcan parte de los resultados obtenidos por este apoyo
y se complementó con los resultados obtenidos de apoyos de la Dirección General de
Asuntos del Personal Académico de la UNAM y del Fondo Sectorial SAGARPA-CONACYT),
en agosto de 2010 se sometió la patente a nivel internacional. Ambas patentes fueron
sometidas través de la Secretaría de Gestión y Transferencia de Tecnología del Instituto
de Biotecnología de la UNAM.
1. Manuscritos Nacionales
1.1. A. Martínez-Jiménez, M.E. Rodríguez Alegría, A. López-Munguía Canales y G.
Gosset Lagarda. “¿Etanol carburante a partir de bagazo de caña?” Claridades
Agropecuarias. Publicación Mensual de la SAGARPA. Pp. 33-39. Julio 2006.
1.2. S. Romero García, M. Orencio Trejo, G. Gosset Lagarda, A. Martínez- Jiménez.
“Ingeniería metabólica, residuos agroindustriales y etanol carburante”. Revista
Ciencia y Desarrollo- CONACYT. Vol.33, No. 210, Pp. 60-66. Agosto 2007
1.3. A. Martínez-Jiménez. “Etanol carburante, el caso de Brasil y visión de largo
plazo”. Periódico: La Unión de Morelos. Pp. 30, Lunes 30 de marzo de 2008.
1.4. A. Martínez-Jiménez, G. Gosset Lagarda. “Ingeniería metabólica de bacterias”.
Capítulo del libro: Una ventana al quehacer científico: Instituto de Biotecnología
de la UNAM, 25 Aniversario. Pp. 373-384. 2008.
2. Manuscritos Internacionales en revistas indexadas
2.1. Montserrat Orencio-Trejo, Noemí Flores, Adelfo Escalante, Georgina HernándezChávez, Francisco Bolívar, Guillermo Gosset, Alfredo Martínez. “Metabolic
regulation analysis of an ethanologenic Escherichia coli strain based on RT-PCR
and enzymatic activities”. Biotechnology for Biofuels, 1, 8.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
2.2. Gerardo Huerta-Beristáin, José Utrilla, Georgina Hernández-Chávez, Francisco
Bolívar, Guillermo Gosset, Alfredo Martínez. “Specific ethanol production
rate in ethanologenic Escherichia coli strain KO11 is limited by pyruvate
decarboxylase”. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology, 15, 5564, 2008.
2.3. Susana Romero, Enrique Merino, Francisco Bolívar, Guillermo Gosset, Alfredo
Martínez. “Metabolic engineering of Bacillus subtilis for ethanol production:
Lactate dehydrogenase plays a key role in the fermentative metabolism”.
Applied and Environmental Microbiology, 73, 5190-5198, 2007.
2.4. Consuelo Vázquez-Limón, Joel Vega-Badillo, Alfredo Martínez, Gabriela Espinosa-Molina, Guillermo Gosset, Xavier Soberón, Agustín López-Munguía, Joel
Osuna. “Growth rate of a non-fermentative Escherichia coli strain is influenced
by NAD+ regeneration”. Biotechnology Letters, 29, 1857-1863, 2007.
3. Manuscritos en Memorias de congresos latinoamericanos
3.1. M. Orencio Trejo, G. Huerta Beristáin, G. Gosset Lagarda, A. Martínez Jiménez.
“Producción de etanol carburante a partir de bagazo de caña”. Diversificación
2008, Congreso Internacional sobre Azúcar y Derivados: Taller Internacional
sobre Producción Sostenible de Alcohol y Bebidas. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar. Habana, Cuba. 15 de octubre
de 2008. 9 pp.
3.2. Martín, C. Moss, T. Fernández, A. Martínez. “Sacarificación y fermentación
simultáneas de bagazo de caña de azúcar para la producción de etanol”.
Diversificación 2008, Congreso Internacional sobre Azúcar y Derivados: Taller
Internacional sobre Producción Sostenible de Alcohol y Bebidas. Instituto
Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar. Habana,
Cuba. 15-17 de octubre de 2008. 7 pp.
3.3. M. Orencio-Trejo, S. Romero, A. Martínez. “Estado del arte para la obtención de
etanol a partir de residuos agroindustriales”. III Simposio sobre Biofábricas: “La
Biotecnología como Herramienta para el Desarrollo y el Bienestar”. Medellín,
Colombia. 15-17 de agosto de 2007. 11 pp.
4. Tesis de licenciatura
4.1. Trujillo Martínez, Berenice. “Producción de D-lactato por Escherichia coli recombinante a partir de hidrolizados hemicelulósicos de bagazo de caña”. Instituto
Tecnológico de Veracruz, Veracruz. 4 de diciembre de 2008.
4.2. Sierra Ibarra, Estefanía. “Construcción de cepas de Escherichia coli etanologénicas y evaluación de su capacidad productora”. Medellín, Colombia. 18 de
diciembre de 2008.
19
20
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
4.3. Martínez Luna, Sara Berenice. “Aislamiento de un conglomerado bacteriano
productor de celulasas a partir de rumen de bovino”. Facultad de Biología-Universidad Veracruzana. Xalapa, Veracruz. Fecha de inicio: julio de 2007. Fecha de
presentación de tesis: 20 de enero de 2010.
4.4. Moss Acosta, Cessna Lizbeth. “Evaluación de complejos enzimáticos para
hidrolizar celulosa y su aplicación en la producción de etanol”. Instituto
Tecnológico de los Mochis. Los Mochis, Sinaloa. Fecha de inicio: julio de 2007.
Fecha de presentación de tesis: 4 de junio de 2010.
5. Tesis de doctorado
5.1. Romero García, Aída Susana. “Ingeniería de vías metabólicas en Bacillus subtilis
para la utilización de xilosa y la producción de etanol y L-lactato”. Instituto de
Biotecnología-UNAM. 29 de agosto de 2008.
5.2. Orencio Trejo, Montserrat. “Regulación metabólica de la glucólisis y vías de
fermentación en Escherichia coli etanologénica”. Instituto de BiotecnologíaUNAM. 6 de noviembre 2008.
5.3. Vázquez Limón, María del Consuelo. “Manipulación de las rutas fermentativas
de Escherichia coli para producción de metabolitos”. Instituto de Biotecnología
-UNAM. 13 de febrero de 2009.
5.4. Huerta Beristáin, Gerardo. “Modificación del metabolismo central de carbono
mediante la introducción de la vía de Entner-Duodoroff de Zymomonas mobilis
en Escherichia coli etanologénica”. Instituto de Biotecnología-UNAM. 12 de
junio de 2009.
6. Reconocimientos a estudiantes que participaron en este proyecto
6.1. Primer lugar del premio “HyClone-Uniparts–Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería 2004” a la mejor Propuesta de Tesis de Doctorado
Nacional en el Área de Biotecnología y Bioingeniería, al proyecto de tesis de
doctorado del alumno Gerardo Huerta Beristáin, dentro de las Jornadas Biotecnológicas, Saltillo. Coahuila, 22-24 de septiembre de 2004.
6.2. Apoyo para transporte otorgado a Montserrat Orencio Trejo (The Kikkoman
Corporation Student Travel Award) en reconocimiento a su resumen del
trabajo: Orencio M., G. Hernández-Chávez, G. Gosset, A. Martínez. “Metabolic
regulation analysis of ethanologenic Escherichia coli based on enzymatic
activities”. American Society for Microbiology 106th General Meeting. Orlando,
FL, USA. 21-25 de mayo de 2006.
6.3. Entrevista a Aída Susana Romero García por MicrobeWorld y la American Socie­
ty for Microbiology en reconocimiento “como de interés para el público” a su
trabajo: Romero A.S., E. Merino, G. Gosset, A. Martínez. “Engineering ethanol
as a single fermentation product in Bacillus subtilis”. 106th General Meeting.
Orlando, FL, USA. 21-25 de mayo de 2006.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
6.4. Apoyo para transporte otorgado a Gerardo Huerta Beristáin (Corporate Activities ProgramStudent Travel Award) en reconocimiento a su resumen del trabajo: Huerta-Beristáin G., F. Bolívar, G. Gosset, A. Martínez. “Role of reducing
power and precursors from the pentose phosphate pathway in the metabolic
burden effect in Escherichia coli”. 106th General Meeting. Orlando, FL, USA.
21-25 de mayo de 2006.
7. Aplicación de patentes
7.1. Alfredo Martínez Jiménez, Guillermo Gosset Lagarda, Georgina Teresa Hernández Chávez, Gerardo Huerta Beristáin, Berenice Trujillo Martínez, José Utrilla
Carreri. “Cepas de Escherichia coli modificadas por ingeniería metabólica para
la producción de compuestos químicos a partir de lignocelulosa hidrolizada,
pentosas, hexosas u otras fuentes de carbono”. Patente sometida el 7 de
agosto de 2009 al Instituto Mexicano de Protección la Industrial. Expediente:
MX/a/2009/008453; Folio: MXEX/2009/050826.
7.2. Alfredo Martínez Jiménez, Guillermo Gosset Lagarda, Georgina Teresa Hernández Chávez, Gerardo Huerta Beristáin, Berenice Trujillo Martínez, José Utrilla
Carreri. “Cepas de Escherichia coli modificadas por ingeniería metabólica para la
producción de compuestos químicos a partir de lignocelulosa hidrolizada, pentosas, hexosas u otras fuentes de carbono”. Solicitud Internacional PCT sometida el 6 de agosto de 2010. Solicitud Internacional No. PCT/MX 2010/000075.
Campo técnico de la PCT
La presente invención se refiere a nuevas cepas de Escherichia coli denominadas JU15,
JU15A, LL26, MS04, depositadas en el Agricultural Research Service (ARS) Patent Culture
Collection (NRRL), del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, con los
números de acceso NRRL B-50140, NRRL B-50137, NRRL B-50139 y NRRL B-50138, y
derivadas que producen metabolitos, particularmente D-Lactato, L-Lactato e inclusive
etanol, con un alto rendimiento y alta selectividad a partir de una amplia variedad de
fuentes de carbono. Particularmente, medios formulados con hidrolizados de fibras
vegetales, como el bagazo de caña, agave y pastos, además de una amplia variedad de
residuos agroindustriales, como el suero de leche o desechos forestales, celulosa, pastos,
bagazo de agave, papel de desecho, viruta y aserrín, arbustos y en general cualquier
material derivado de lignocelulosa, así como glicerol proveniente de la industria del
biodiesel y de azúcares derivados del almidón y de la sacarosa, los cuales, mediante el
uso de las cepas de E. coli antes referidas, se usan en la producción del metabolito de
interés (particularmente D-lactato, L- lactato o etanol) como única vía de regeneración
del poder reductor del microorganismo. También se refiere a los métodos fermentativos
para producir dichos metabolitos a partir de medios con fuentes de carbono diversas,
incluyendo glucosa, lactosa o xilosa.
21
22
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
El trabajo realizado permitió realizar varias contribuciones al conocimiento en el área
de la ingeniería metabólica aplicada a la generación de etanol a partir de residuos
agroindustriales. Consideramos que gran parte de los resultados obtenidos en este
proyecto pueden ser implementados para tratar de establecer un proyecto que incluya
transferencia de tecnología. Sin embargo, tienen que considerarse varios aspectos que
aseguren el posible éxito en la transferencia. La idea de producir etanol a partir de residuos
agroindustriales, en principio, es adecuada para México, ya que se evita la competencia
directa con el uso de alimentos para producir biocombustibles. Sin embargo, la cantidad
de material requerido (lignocelulosa) para poder producir una cantidad considerable de
etanol carburante merece un análisis profundo para cada región del país.
Así mismo, es necesario desarrollar ingeniería de equipos y mejoras biotecnológicas a
las etapas de hidrólisis termoquímica de hemicelulosa y de sacarificación de la celulosa.
También, la cantidad de agua usada en todo el proceso, así como el potencial ciclo de vida
de un proyecto de este tipo, deben ser analizados por regiones del país antes de iniciar
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
una posible transferencia. Lo que consideramos conveniente es, junto con algunas dependencias gubernamentales (p. ej. la SENER y la SAGARPA) y compañías interesadas en
el proyecto, llevar a cabo estos estudios, incluyendo también uno de factibilidad técnicoeconómica con el fin de determinar qué estrategias seguir para proveer de herramientas
que aseguren el éxito del proyecto. En 2010, la compañía PETRAMIN SA de CV, de Guanajuato, atendió esta sugerencia y actualmente tenemos un proyecto conjunto de un año
para “Desarrollo de Fundamentos para el Escalamiento del Proceso de Producción de
Etanol de Segunda Generación”.
23
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
SISTEMAS PARA LA CAPTACIÓN Y POTABILIZACIÓN
DE AGUAS PLUVIALES PARA USO Y CONSUMO
HUMANO EN COMUNIDADES
RURALES DEL NORTE
1
DEL ESTADO DE MORELOS
S. Garrido,2 M. Avilés, A. Ramírez, A. González, L.A. Barrera, L. Montellano, R.M. Ramírez,
O. Cervantes y Guillermo Reza Arzate
Resumen
En la zona norte del estado de Morelos se tienen serios problemas para el abastecimiento
de agua para uso y consumo humano, derivados principalmente de las condiciones
geográficas y del subsuelo que predominan en la zona, el cual está constituido por
materiales permeables, donde la precipitación pluvial se infiltra a profundidades de
500 metros, lo que hace muy difícil y costosa la extracción del vital líquido. El objetivo
de este trabajo fue mejorar en cantidad y calidad el agua de lluvia que abastece a dos
comunidades situadas al norte del estado de Morelos. En la localidad de Jumiltepec,
(Ocuituco), se diseñó y desarrolló un sistema de captación y tratamiento de agua de lluvia,
captada del techo de la iglesia de la comunidad. Para el sistema colectivo se seleccionó,
diseñó, desarrolló y evaluó un sistema de tratamiento de filtración en múltiples etapas
modificada (FIMEM) para el tratamiento del agua de las ollas de la localidad, Villa Nicolás
Zapata, municipio de Totolapan. Las eficiencias obtenidas en el sistema de tratamiento
fueron: color y turbiedad >90%. El agua obtenida cumple con la NOM-127-SSA1-1994.
1 Proyecto
2 Del
FOMIX: MOR-2003-C01-9615, Monto aprobado y total: $598,290.00
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA)
25
26
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Palabras claves
Precipitación pluvial, agua para consumo humano en comunidades rurales, captación de
agua de lluvia, tratamiento.
Introducción
En México, se ha dado una gran atención a las fuentes de aguas superficiales y
subterráneas, sin embargo, poca atención se le da a la utilización de agua de lluvia como
fuente primaria. Existen 15 millones de habitantes ubicados en comunidades rurales
pequeñas, aisladas, que no tienen acceso al agua potable y alcantarillado. De aquéllos,
79% se concentra en 12 estados: Veracruz, México, Guerrero, Oaxaca, Chiapas, Puebla,
Jalisco, Michoacán, Tabasco, San Luis Potosí, Guanajuato e Hidalgo.
El territorio nacional presenta una baja disponibilidad natural media per cápita, la cual ha
disminuido de 18,035 m³/hab/año en 1950 a tan sólo 4,312 en 2007. De acuerdo con las
Naciones Unidas, México se encuentra en el lugar 94 a nivel mundial en disponibilidad
natural del agua (CONAGUA, 2007).
La precipitación acumulada ocurrida en la República Mexicana del 1 de enero al 31 de
diciembre del año 2007 alcanzó una lámina de 812.2 mm, lo cual fue 6.9% superior a la
normal del periodo de 1971 a 2000 (759.6 mm). En todo el territorio nacional se tiene
Figura 1. Estado de Morelos, municipios con estudio de casos
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
un promedio anual de precipitaciones de 1,488 miles de millones de metros cúbicos
(CONAGUA, 2007); si sólo se aprovechara 3% de esa cantidad, se podría abastecer a 13
millones de mexicanos que actualmente no cuentan con agua potable, dar dos riegos
de auxilio a 18 millones de hectáreas de temporal, abastecer a 50 millones de unidades
animal y regar 100 mil hectáreas de invernadero (Anaya, 2004).
Una de las tecnologías alternativas para mejorar la calidad del agua de lluvia rodada es
el sistema de filtración en múltiple etapas (FIME), concepto que implica más de una fase
de tratamiento con una serie de filtros de grava de flujo ascendente o descendente de
trabajo y una o dos unidades de filtros lentos de arena. Estas etapas progresivamente
eliminan los contaminantes, con lo que se produce un agua para uso y consumo humano,
con criterios de continuidad, cantidad y calidad a un costo que es manejable para las
comunidades rurales. Cada una de estas etapas puede variar respecto a sus mecanismos
de eliminación de contaminantes y la eficiencia (Galvis et al., 1998).
Debido a la disminución de la calidad del agua de lluvia rodada al tener contacto con el
suelo o con el agua de pequeños arroyos, con un alto contenido de turbiedad, color, algas
y microorganismos patógenos (Heijnen, 2001), se han tenido que realizar modificaciones
al proceso y el diseño de las unidades, como la adición de coagulantes químicos, lavado
de los filtros de grava y el tanque de contacto con cloro, para obtener un sistema integral
modificado, FIMEM (Garrido et al., 2008).
Diferentes alternativas de FIME han sido utilizadas por algunos investigadores: Ingallinella
(1991) en Argentina y Wegelin et al. (1996) en Bolivia, estudiaron el coagulante sulfato
de aluminio en combinación con prefiltro de grava de flujo ascendente, en el tratamiento
del agua de una fuente de un pequeño arroyo de abastecimiento de agua para consumo
humano, indicando las variaciones de turbiedad entre 150 y 1.300 UT.
Magalhães et al. (2001) estudiaron en una instalación piloto la aplicación del coagulante
en el tratamiento del agua. El sistema consiste en una unidad de mezcla rápida, dos
unidades de prefiltración ascendente y tres filtros lentos de arena, con las siguientes
configuraciones: el primero por un prefiltro de grava seguido de un filtro lento; el
segundo, por la adición del coagulante combinado con el filtro de grava; y la tercera,
sólo con filtro lento de arena, como proceso de unidad que sirve para comparación con
las dos configuraciones anteriores. Los filtros fueron operados con diferentes tasas de
filtración, las tasas de los prefiltros de grava fueron de 12 a 96 m3 m-2 d-1 (0,5 m h-1 - 4
m h-1) y para el filtro lento de arena fue de 3 m3 m-2 d-1 (0,125 m h-1). El aumento de la
tasa de filtración disminuyó la eficacia del tratamiento expresado como turbidez hasta
63,6% para la primera configuración sin coagulante, mientras que para la combinación
coagulante y pre-filtro aumento la eficiencia en la remoción de turbiedad hasta 90,3%.
27
28
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El objetivo de este proyecto fue mejorar en cantidad y calidad el agua de lluvia que
abastece a dos comunidades situadas al norte del estado de Morelos, por medio del des­
arrollo e implementación de los sistemas de captación y tratamiento de agua de lluvia.
Zona de estudio
Los estudios de caso se realizaron en el periodo 2004-2006 en las localidades de
Jumiltepec, municipio de Ocuituco y Villa Nicolás Zapata, municipio de Totolapan,
Morelos (Figura 1), comunidades que se encuentran situadas en la cuenca del Amacuzac,
donde la gestión del agua se limita a la compra de agua de pipas en la época de estiaje y
la captación y almacenamiento del agua de lluvia.
El criterio de selección de las dos comunidades en estudio fue con base en un diagnóstico
poblacional, socioeconómico, infraestructura hidráulica y participación social, producto
de la información existente y visitas realizadas a 18 comunidades situadas al norte del
estado de Morelos, con una escasez importante de agua para uso y consumo humano
según los indicadores que se muestran en la Tabla 1 (INEGI, 2000, CEAMA, 2001).
Metodología
Para el caso domiciliario, se diseñó y desarrolló un sistema de captación, conducción,
almacenamiento y tratamiento (filtro de arena-grava) del agua de lluvia captada en el teTabla 1. Resultado del diagnóstico en las comunidades estudiadas
Localidad
Habitantes
Índice de
(año 2000) marginación
Precipitación
media anual
(mm)
Infraestructura
hidraulica existente
Sistema de
captación
Participación
social
Domiciliario
Excelente
Colectivo
Buena
Jimiltepec
(Ocuituco)
3,704
Medio
(-0.664)
1,110
Fuente de abasteci­
miento: pozo profundo y manantial. Dos
cárcamos de bombeo
y dos tanques de
almacenamiento de
100 m3 c/u. Cloración
no existe. Redes de
conducción y distribución en regular estado,
35 años.
Villa
Nicolás
Zapata
(Totolapan)
293
Alto
(-0.153)
1,150
No existe sistema
de agua potable ni
alcantarillado.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
cho de la iglesia, Sacromonte, ubicada en la localidad de Jumiltepec, municipio de Ocuituco. Para el caso colectivo, se diseñó y construyó un sistema de tratamiento de filtración
en múltiples etapas modificada (FIMEM) para tratar el agua de las ollas de la localidad,
Villa Nicolás Zapata, municipio de Totolapan. Con un almacenamiento en dos ollas de
3,500 m3 y 4,000 m3.
1. Análisis de la calidad del agua de lluvia
Se analizaron dos puntos de muestreo en tres fechas diferentes comprendidas entre
noviembre de 2004 y julio de 2005. El primer sitio de muestreo fue el agua captada
del techo de la iglesia de Sacromonte, Jumiltepec, y el segundo para el agua de lluvia
captada en el sistema colectivo de Villa Nicolás Zapata. Los análisis físico-químicos y
microbiológicos se realizaron según las normas mexicanas y métodos Hach.
2. Pruebas de tratabilidad
Estudio de caso Villa Nicolás Zapata. En primer lugar, se realizaron pruebas de tratabilidad
a escala laboratorio. Se evaluó la eficiencia del tratamiento por medio de la remoción de
turbiedad y color del influente.
•
Prueba de jarras: se realizó en jarras de 2 litros para obtener, tipo y dosis de
coagulante y pH óptimo para el agua rodada. Los coagulantes escogidos para las
prueba de jarras fueron: sulfato de aluminio, cloruro férrico, BUFLOC (poliacrilamida)
y PAX (polímero de alto peso molecular).
•
Filtración en Múltiples Etapas Modificada (FIMEM). El concepto de FIMEM implica
tener más de una etapa de tratamiento. Estas etapas eliminan progresivamente los
contaminantes para producir agua para uso y consumo humano con criterios de
continuidad, cantidad y calidad a un costo manejable por los usuarios. Cada una
de estas etapas puede diferir en los mecanismos y eficiencias en la eliminación de
contaminantes (Galvis et al., 1998).
Tabla 2. Parámetros de diseño de las unidades de filtración
Parámetro
Características generales
Velocidad filtración (m h-1)
FGDC1
FGAC2
FLA
0.75
0.75
0.31
Gasto (L d-1)
115.35
115.35
115.35
Área superficial (m2)
0.0064
0.0064
0.0154
0.9
0.9
0.67
Profundidad del lecho (m)
29
30
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Tabla 3. Granulometría de las unidades de filtros
Diámetro (mm)
Altura (m) FGDC1
FGAC2
FLA
1
19-25
0.30
13-19
0.151
0.151
6.3-13
0.451
0.151
0.051
3.36-6.3
0.152
0.052
1.68-3.36
0.453
0.073
0.503*
0.425-0.28
Soporte
0.30
0.30
0.17
Lecho Filtrante
0.60
0.60
0.50
1Grava,
TE: 6.2 mm; 2Gravilla; TE: 1.2 mm; 3Arena; 3*TE: 0.23 mm.
Se adoptaron dos unidades de filtros gruesos en serie: el primero de flujo descendente
en capas, FGDC1, y el segundo de flujo ascendente en capas, FGAC2, y una unidad de
filtro lento de arena, FLA (Figura 2). Los parámetros de diseño se muestran en la Tabla 2
y la granulometría de los medios de los filtros se muestran en la Tabla 3.
En general, el filtro FGDC1 se operó como floculador de lecho de grava, descendente,
eliminando el material más pesado o de mayor tamaño y sólidos suspendidos; gradualmente, se va avanzando en el filtro FGAC2 en la eliminación de sólidos más pequeños y,
por último, en el filtro FLA se puede incluir la eliminación de los microorganismos para
finalizar en la desinfección.
El proceso de coagulación y floculación se efectúa en el FGDC1. La mezcla rápida se
realizó con un gradiente de velocidad (G) de 209.5 s-1 y tiempo nominal de 2.4 min. Para
la floculación de lecho de grava el gradiente de velocidad (G) y tiempo nominal de: 4.805
s-1, 70 min, respectivamente.
Resultados y discusión
1. Calidad del agua
En la Tabla 4 se muestra la caracterización del agua cruda de lluvia para los sistemas
domiciliario, colectivo y agua tratada.
Con respecto a la calidad de agua de lluvia a nivel domiciliario, en general es buena,
cumple con la NOM-127-SSA1-1994, a excepción de la turbiedad, pH y coliformes que
se presentan debido a las condiciones inadecuadas de conducción, almacenamiento y
ausencia de tratamiento del agua.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
31
Tabla 4. Caracterización del agua de lluvia cruda y tratada
Jumiltepec
Domiciliario
Iglesia
Parámetros
Villa Nicolás Zapata
(colectivo)
Agua cruda
(min-max)
Agua tratada
NOM-127SSA1-1994
Físicos
Color verdadero (UPt-Co)
7.5
125 - 15
0.16
20
Turbiedad (UTN)
30
180 - 23.8
5.20
5
1.5
44 - 13
6.17
6.86 - 6.63
7.04
6.5-8.5
0.11
2.72 - 0.61
0.14
0.2
3.58
4.07 - 3.76
Sólidos suspendidos totales (mg
L-1)
Químicos
pH
Aluminio (mg L
-1)
Carbono orgánico total (mg L
-1)
-1)
0.05
3.75 - 0.2
N-NH3 (mg L-1)
0.17
0.45 - 0.13
Coliformes totales (NMP 100 mL-1)
4.95 102
13 - <2
Ausencia
2
Coliformes fecales (NMP 100 mL-1)
3.91 102
4 - <2
Ausencia
0
Hierro (mg L
0.05
0.3
0.5
Microbiológicos
Figura 2. Sistema de filtración en múltiples etapas modificada (FIMEM) a escala laboratorio
32
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Como se observa en la Tabla 4, los rangos de los parámetros del agua cruda para el
sistema colectivo son altos, los cuales dependen de la época de estiaje o de lluvias. De
acuerdo con varios autores (Cleasby, 1991; Spencer et al., 1991), turbiedades mayores
a 120 UTN y color verdadero de 25 UPt-Co, el agua es apta para ser tratada mediante el
sistema de filtración FIMEM.
2. Estudio de caso: Jumiltepec
El sistema de captación, tratamiento y almacenamiento de agua de lluvia se construyó en
la iglesia del Sacromonte (Figura 3). El sistema está conformado por: 1. Área de captación
de 225 m2; 2. Conducción de agua de lluvia por una tubería de 4“; 3. Desinfección en
línea con hipoclorito de sodio; 4. Filtración en lecho de grava, gravilla y arena, cuya
granulometría va desde un diámetro mayor a 65 mm hasta 0.28 mm, y una altura de
0.6 m; 5. Almacenamiento, se instaló una geomembrana de PVC, 1.2 mm de grosor,
calidad para uso y consumo humano, con su correspondiente tapa. La capacidad de
almacenamiento es de 228 m3.
La instalación de este sistema proveerá agua de alta calidad, con un consumo de energía
y costos muy bajos, a la familia conformada por siete personas que habitan junto a la
iglesia y para los servicios necesarios para la iglesia y feligreses, durante los meses de
estiaje.
La colaboración por parte de los miembros que conforman el Comité Parroquial de
Jumiltepec ha sido fundamental para el buen desarrollo de este proyecto; como
beneficiarios han aportado la mano de obra y en la compra de algunos materiales
locales. En menor medida ha colaborado el gobierno municipal de Jumiltepec, Ocuituco.
3. Estudio de caso: Villa Nicolás Zapata
Prueba de jarras
El coagulante que dio mejor resultado fue el Al2(SO4)3 18H2O a 1%, con una dosis de 30
mg L-1, con un pH de 9.1 ajustado con Ca(OH)2, 1N. El gradiente de velocidad y tiempo
de agitación utilizados fueron: mezcla rápida 300 rpm, 15s; floculación 40 rpm, 20 min;
sedimentación 15 min.
El potencial eléctrico (potencial Zeta) medido en la mezcla rápida fue de 1.5 mV ± 0.5, lo
cual demuestra una buena coagulación. Eckenfelder (1989) recomienda un potencial Z
entre -0.5 a +1.5 mV. La eficiencia del tratamiento se determinó mediante los porcentajes
de eliminación de turbiedad y color aparente que fue para ambos casos de 97.96%. Se
obtuvo un efluente con un pH de 6.77 y concentraciones finales de Al y Fe de 0.14 y 0.05
m L-1, respectivamente.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 3. Sistema a nivel domiciliario de agua de lluvia, Jumiltepec
Filtración en Múltiples Etapas Modificado (FIMEM)
El sistema de filtración se evaluó de la siguiente manera:
• Sin adición de coagulante.
• Adición de Al2(SO4)3 según las condiciones óptimas establecidas en la prueba de
jarras.
Tabla 5. Calidad del efluente y eficiencia del tratamiento
Parámetro
Agua cruda
FGDC1-FGAC2
FLA
Porcentaje de
eliminación (%)
Color aparente (UPt-Co)
1253
963
977
22.03
Turbiedad (UTN)
187
166
151
19.25
pH
6.36
7.45
7.02
-
33
34
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Evaluación del proceso sin coagulante
Para evaluar el sistema se tomaron como base tres parámetros de control de fácil
manejo que son color, turbiedad y pH. Los valores promedios de la calidad del agua en
el efluente se presentan en la Tabla 6. La duración de la carrera de filtración fue de 30
horas. Como se observa en la Tabla 5, los porcentajes de eliminación del color aparente
y la turbiedad de tipo coloidal (tamaño de partículas 2–10 µm) están por debajo de 23%,
razón por la cual se consideró necesaria aplicar coagulante para aumentar la eficiencia
del tratamiento y mejorar la calidad del agua.
Evaluación del proceso aplicando coagulante
Debido a la baja calidad del agua (Tabla 5) se recomienda la aplicación de coagulante,
para prevenir la colmatación de los lechos de arena o ambientes desfavorables para la
actividad microbiológica (Galvis et al., 1998).
Se realizaron seis experimentos de los cuales se describe el que se llevó a cabo el día
2 de marzo de 2005, con una carrera de filtración de 127 horas. Como se aprecia en la
Figura 4, la turbiedad final en el efluente fue de 5.20 UTN, el color verdadero final de
0.16 UPt-Co y un pH de 7.27, a las 127 h. Se obtuvo una eficiencia de eliminación para
la turbiedad de 94.5% y para el color verdadero de 93.3% con los que se asegura una
Figura 4. Comportamiento de la turbiedad, en el proceso de filtración
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 5. Diagrama de flujo del sistema FIMEM, Villa Nicolás Zapata, Morelos
Figura 6. Planta potabilizadora de
filtración en múltiples etapas modificada.
Villa Nicolás Zapata, Morelos
Figura 7. Canal Parshall
35
36
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 8. Evolución del color en el sistema FIMEM
Inf: influente; EF: Efluente de los filtros; Eflue: Efluente de la planta
calidad de agua buena antes de ser desinfectada. Con respecto a la concentración de Fe
y Al en el efluente, fue de 0.05 mg L-1 y 0.14 mg L-1, el porcentaje de eliminación fue de
94.3% y 68.54% respectivamente.
La materia orgánica disuelta o sustancias húmicas asociadas con la eliminación de color
es reportada normalmente como baja para aguas de este tipo, del orden de 25 al 30%
(Cleasby et al., 1984; Collins et al., 1991). Para este caso se tiene una concentración en
el efluente de 1.90 mg L-1, lo que no presenta un riesgo potencial de tipo crónico con los
subproductos de la desinfección del cloro en presencia de este tipo de materia orgánica.
Cabe destacar que es necesario tener niveles mínimos de materia orgánica y nutrientes
(C, N, P y S) para tratar mejor otros indicadores de calidad del agua.
La pérdida de carga total a través de los lechos de los filtros fue de 0.74 m, donde la
mayor carga se presentó para el FLA con 0.40 m, lo cual debe tenerse en cuenta para el
diseño de los filtros. Se realizó el retrolavado para el filtro FGDC1, de forma ascendente
con una tasa de retrolavado 39.6 m h-1 y un tiempo de 5 minutos.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 9. Evolución de la turbiedad en el sistema FIMEM
Inf: influente; EF: Efluente de los filtros; Eflue: Efluente de la planta
Proyecto ejecutivo
Con los resultados de las pruebas de tratabilidad, estudios topográficos y geotécnicos
de la zona de estudio, se desarrolló el proyecto ejecutivo del sistema FIMEM para la
construcción, en la localidad de Villa Nicolás Zapata, con una dotación de 50 L hab.-1 d-1
y un caudal de 0.53 L s-1.
En la Figura 5 se muestra el diagrama de flujo del sistema FIMEM, donde se observa la
captación, almacenamiento de agua de lluvia rodada, tratamiento del agua, así como el
almacenamiento y distribución del agua tratada para los usuarios. En las Figuras 6 y 7 se
muestra la planta FIMEM.
1. Evaluación del Sistema Fimem en Villa Nicolás Zapata
Una vez que la planta empezó a operarse, se evaluó la eficiencia del sistema. Se
obtuvieron eficiencias de remoción de turbiedad de 98% y de color de 96.33% (Figuras 8
37
38
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
y 9); y pH de 6.5; ausencia de coliformes totales y fecales y cloro residual de 0.25 mg L-1.
Tiempo de retrolavado de 5 min. El agua tratada cumple con la norma mexicana NOM127-SSA1-1994, para uso y consumo humano.
Para este caso en particular, el costo del tratamiento es de $3.88/m3, incluyendo el
salario del operador, mientras que el costo del agua repartida en pipas es de $80.00/m3.
Agradecimientos: Este proyecto ha sido financiado por el Fondo Mixto CONACYT- Gobierno del Estado de Morelos: MOR-2003-C01-9615. Y por su colaboración a los municipios de Totolapan y Ocuituco, Morelos.
Conclusiones
•
•
•
•
•
El agua de lluvia es una excelente solución alternativa en el abastecimiento de agua
para uso y consumo humano, en zonas donde no existen o son muy deficientes los
sistemas de abastecimiento convencionales.
La captación de agua de lluvia es una práctica común en los municipios de la zona
norte del estado de Morelos; sin embargo, su uso no es muy ordenado, no existiendo
las etapas de planeación, diseño, construcción y mantenimiento.
La tecnología de filtración en múltiples etapas modificada (FIMEM) es apta para
tratar agua de lluvia rodada, obteniéndose un efluente con una calidad de agua que
cumple con la NOM-127-SSA1-1994.
Desde el punto de vista financiero, con los proyectos de captación y tratamiento
–FIMEM– de agua de lluvia, son mayores los beneficios que los costos debido a su
bajo mantenimiento y operación.
Se requieren programas a mediano y largo plazos, que permitan implementar la
captación de agua de lluvia con apoyos técnicos y económicos (costos compartidos).
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Secretaría de Salud (1996). “Norma Oficial Mexicana NOM. 127-SSA1-1994, Salud
ambiental, agua para uso y consumo humano - Límites permisibles de calidad y
tratamiento a que debe someterse el agua para su potabilización”. México, Secretaría de
Salud, Diario Oficial de la Federación, pp. 41 – 46
39
40
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Spencer, C. y Collins, M. (1991). “Water quality limitations to the slow sand filters”. Slow
sand filtration Workshop, 27-30 October, 1991, Durham, USA.
Servicio Meteorológico Nacional (2003). Datos estadísticos de precipitación pluvial en
México.
Wegelin, M., Ingallinella, A.M. y Steeca, L.M. (1996). “Filtración gruesa ascendente
en manto de grava - rehabilitación de la etapa previa a los filtros lentos de la planta
potabilizadora de Tarata, Bolivia”. Conferencia Internacional Mejoramiento de la Calidad
del Agua. Cali, Colombia.
Zhu Q. (2003). “La cosecha de lluvia es un enfoque de desarrollo integrado para áreas
montañosas con escasez de agua”. Memoria de la XI Conferencia Internacional Sobre
Sistemas de Captación de Agua de lluvia. IRCSA. Montecillos, México.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
NAYARIT
41
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD DE CEPAS
BACTERIANAS ENTOMOPATÓGENAS NAYARITAS
PARA EL DESARROLLO DE UN BIOINSECTICIDA 1
CONTRA EL GUSANO TELARAÑERO DEL AGUACATE
Dra. Ninfa María Rosas García2
Introducción
México es el primer productor de aguacate en el mundo. En 2001 produjo 902,500
toneladas con un área cultivada de 94,011 has., y un rendimiento de 9599.9 Kg/ha. El 80%
del aguacate se cultiva en la región de Uruapan en el estado de Michoacán (INEGI, 2003);
sin embargo, Nayarit se contempla como el segundo estado productor a nivel nacional.
En todo el país son 29 estados los que se dedican a la producción del aguacate (SAGAR,
1996), pero la explotación de aguacate a nivel comercial se practica sólo en 16 estados
entre los que se encuentran Michoacán, Nayarit, Puebla, Chiapas, Estado de México,
Veracruz, Jalisco, Morelos, Guanajuato, Guerrero y Sinaloa, entre otros (Martínez, 1997).
El cultivo del aguacate es atacado por una gran cantidad de insectos lepidópteros,
entre los que sobresale Argyrotaenia sp. en el estado de Nayarit, que causan daños de
consideración si no se les controla oportuna y adecuadamente. Los daños se manifiestan
1 Proyecto
FOMIX: NAY-2003-C01-9452
Monto aprobado y total: 381,092.00
2 Del
Laboratorio de Biotecnología Ambiental del Centro de
Biotecnología Genómica-IPN.
43
44
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
en la planta, con baja calidad de frutos y pérdidas en la producción. Especialmente,
las larvas de estos insectos tienden a alimentarse de las hojas, pero cuando las larvas
crecen prefieren alimentarse de los frutos, los cuales se dañan cuando se atan junto
con la telaraña.
El tipo de daño que causan los insectos es variado, ya que enrollan las hojas, se alimentan
del follaje de las ramas verdes y de la base terminal de las ramas tiernas. Causan cicatrices
en el tallo de la fruta que normalmente presenta agujeros profundos, provocando la
caída del fruto (Ebeling y Pence, 1957).
Esta plaga ha sido controlada básicamente por compuestos químicos sintéticos. El control
biológico no ha sido utilizado para el control de esta plaga (García-Morales et al., 1999).
Sin embargo, debe considerarse como alternativa fundamental, para la disminución de
esta plaga, ya que de acuerdo con las legislaciones en la materia, el fruto no es aceptado
con residuos químicos al ser un producto de exportación. A la fecha, no existen reportes
del uso de alguna alternativa de control biológico para disminuir la población plaga
que ataca a este cultivo. El gran número de especies dentro del orden Lepidoptera,
susceptibles a la bacteria entomopatógena Bacillus thuringiensis, hace posible proponer
estrategias de control contra Argyrotaenia sp. Entre las múltiples ventajas que presenta B.
thuringiensis como bioinsecticida, está su incapacidad para ocasionar daños al ambiente,
al humano o a otros organismos vivos, debido a su alta especificidad. Esta bacteria es
ubicua en el ambiente y se encuentra distribuida ampliamente en todo el mundo, debido
principalmente a su capacidad esporulante; asimismo, sintetiza inclusiones parasporales
con actividad insecticida denominadas cristales Cry. Los cristales Cry1, producidos
por los genes cry1 particularmente tienen un efecto letal sobre numerosas larvas de
lepidópteros, al igual que los productos derivados de los genes cry2 y cry9 (Iriarte y
Caballero, 2001; Ben-dov et al., 1999).
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La demanda que atiende el proyecto en el estado de Nayarit es el control de plagas
en el cultivo de aguacate en las zonas productoras de dicho estado, para mejorar su
producción y aumentar su exportación.
Objetivo general
Aislamiento y selección de cepas bacterianas entomopatógenas con actividad contra el
gusano telarañero del aguacate para el desarrollo de un formulado efectivo que pueda
aplicarse a nivel de campo.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Este estudio consistió en la obtención de aislados de Bacillus thuringiensis, preseleccionados para su uso potencial mediante su contenido de genes cry1, 2 y 9, para ser utilizados específicamente hacia Argyrotaenia sp. que es un lepidóptero importante y una
plaga actual de las zonas aguacateras, que ocasiona daños en la producción y calidad
del fruto ocasionando pérdidas económicas considerables. La evaluación de la toxicidad
fue el análisis que determinó la selección de cepas de B. thuringiensis para su propagación a nivel de fermentador y la posterior elaboración de un producto formulado con
ingre­dientes completamente biodegradables, factible de aplicar en campo y útil como
alternativa para el control de este lepidóptero y, con ello, favorecer al medio ambiente al
reducir el uso de insecticidas químicos.
Para desarrollar este proyecto, se realizó la siguiente metodología:
1. Obtención de bacterias entomopatógenas a partir de muestras de suelo de cultivos
de aguacate.
2. Aislamiento de las colonias bacterianas en medio de cultivo artificial.
3. Análisis macroscópico y microscópico de las colonias bacterianas obtenidas.
4. Establecimiento de la colonia de insectos a nivel de laboratorio a partir de individuos
provenientes de campo.
5. Detección de genes cry 1, 2 y 9 con actividad tóxica hacia lepidópteros mediante la
técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa.
6. Selección de cepas de acuerdo con el contenido de genes cry.
7. Producción del complejo esporas-cristal de las cepas seleccionadas mediante la
técnica de co-precipitación lactosa-acetona.
8. Bioensayos de toxicidad contra larvas de Argyrotaenia sp., en laboratorio en dieta
artificial.
9. Preparación de formulaciones granulares con ingredientes naturales para bioensayos
de preferencia alimenticia (sin ingrediente activo) en larvas neonatas.
10. Bioensayo de preferencia alimenticia para determinar la mezcla más apetecible al
insecto.
11. Evaluación del formulado a nivel de campo en cultivos de aguacate con infestación
natural y análisis estadístico de acuerdo a los siguientes esquemas:
La aplicación se realizó con aspersoras de mochila. Se mezcló cada una de las concentraciones de los formulados en la aspersora, conteniendo agua corriente, y se dejó reposar
por 10 minutos; después, se agitó para su aplicación.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Cada árbol fue marcado con la concentración aplicada y el número correspondiente, y
se realizó la aplicación.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La aplicación se realizó a la mitad de la altura del árbol hacia abajo, ya que la plaga se
detectó en esa área.
Resultados
La colecta de muestras de suelo se realizó durante el periodo de julio a octubre de 2004,
en dos localidades del estado de Nayarit –Aquiles Serdán y San José de Costilla–, y debido
a la baja población obtenida, también se hicieron aislamientos en el estado de Michoa­
cán, en la localidad de Tancítaro. La colección de B. thuringiensis aisladas de Michoacán
y Nayarit fue de 37 en total, mantenidas en el cepario del Laboratorio de Biotecnología
Ambiental del Centro de Biotecnología Genómica (CBG), en Reynosa, Tamaulipas, en
condiciones de refrigeración.
Para elaborar la formulación, previamente se evaluó un total de 45 combinaciones
de pares de ingredientes naturales (matrices microencapsulantes) apetecibles para el
insecto. La matriz utilizada fue elaborada con almidón de maíz, cuya función fue la de
servir como soporte y agente encapsulante, hoja de aguacate deshidratada y gelatina
porcina como adherente. La formulación se preparó con el complejo espora-cristal de
la cepa de referencia 4L1 que fue la que presentó mayor toxicidad hacia Argyrotaenia.
47
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 1. Fotografía al microscopio de fluorescencia (100X)
de un aislado de B. thuringiensis
Bibliografía
Ben-dov, E., Q. Wang, A. Zaritsky, R. Manasherob, Z. Barak, B. Schneider, A. Khamraev,
M. Baizhanov, V. Glupov, and Y. Margalith. 1999. “Multiplex PCR screening to detect cry9
genes in Bacillus thuringiensis strains. Appl. Environ”. Microbiol. 65:3714-3716.
Ebeling Walter, Roy J, Pence. 1957. Avocados pest. California Avocado Society. Departament of entomology, University of California, Los Angeles.
García Morales L. J., Mendoza López. M. R., Coria Avalos V. M., Aguirre Montañés J. L.,
Sánchez Pérez J. de la L., Vidales Fernández J. A., Tapia Vargas L. M., Hernández Ruiz G.,
Alcantar Rocillo J.J. 1999. Tecnología-produce aguacate en Michoacán. Editores: Martínez
R.A.P., Sánchez B.C., Mena J.C., López A. A., Toledo R.B. {Ed.} Fundación Produce
Michoacán. Morelia, Michoacán, México. 2, 17-20.
INEGI. 2003. 7 Agropecuario, silvicultura y pesca. México en el Mundo. Cuadro 7.6.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Tabla 1. Contenido de genes cry de las cepas seleccionadas
Cepas
Contenido de genes
cry
Michoacán
MR-18
1, 2, y 9
MR-26
1
MR-28
2
MR-29
1
Nayarit
MR-1
9
VR-9
9
DL-32
4L1 (cepa de referencia)
9
1, 2 y 9
Iriarte, J., Caballero, P. 2001. “Biología y ecología de Bacillus thuringiensis”. En: Bioinsecticidas: fundamentos y aplicaciones de Bacillus thuringiensis en el Control Integrado de
Plagas. Universidad Pública de Navarra. Primitivo Caballero y Juan Ferre (eds). Phytoma.
España, pp. 15-44.
Martínez B., R. 1997. “La producción nacional de aguacate y su importancia en el mercado
internacional”. En: Memoria del VI Curso de Aprobación Fitosanitaria en el Manejo del
Aguacate. Facultad de Agrobiología. Uruapan, Michoacán.
SAGAR, 1996. Producción agrícola de aguacate Perennes. Centro de Estadística Agropecuaria. p. 1.
Productos entregados
Los productos entregados fueron una cepa de B. thuringiensis altamente tóxica contra
Argyrotaenia.
Conclusiones
La cepa de colección 4L1 fue la que demostró ser altamente tóxica a nivel de laboratorio
para el telarañero del aguacate. Dicha cepa sirvió como principio activo para la formulación preparada a base de ingredientes completamente biodegradables. El producto es
factible de aplicar en campo, ya que su formulación es inocua al ambiente.
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50
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Beneficios obtenidos
•
Generación y avance del conocimiento científico: Se generó un conocimiento acerca de una nueva especie de un lepidóptero que se encuentra en las zonas aguaca­
teras de Nayarit y Michoacán, afectando el cultivo. De este nuevo conocimiento ha
derivado una publicación nacional que está en revisión en la revista Acta Zoológica
Mexicana para su posible publicación. Asimismo, se generó un nuevo conocimiento
en el estudio de este insecto del cual se derivaron un artículo científico publicado en
la Revista Internacional de Contaminación Ambiental, otro artículo publicado en Acta
Zoológica Mexicana y otro en el Journal of Applied Microbiology.
•
Formación de recursos humanos: El desarrollo del proyecto permitió la formación
de dos alumnos de licenciatura y de un alumno de maestría, los cuales han recibido
ya su título correspondiente. Asimismo, durante el desarrollo del proyecto partici­
paron dos alumnos en servicio social, uno en prácticas profesionales y uno en estancia de investigación.
•
Impacto social: El desarrollo de este proyecto ha repercutido favorablemente en
los productores de aguacate que buscan nuevas alternativas de control de insectos. Particularmente, en el estado de Nayarit el Comité Estatal de Sanidad Vegetal
participó muy activamente desde los muestreos hasta las aplicaciones de campo,
siempre con la intención de mejorar sus cultivos y hacerlos más orgánicos.
Asimismo, el proyecto ha sido difundido a la comunidad en general, pues al observar
la importancia y trascendencia del proyecto, la Revista Conversus del Instituto
Politécnico Nacional nos hizo una entrevista a este respecto y la publicó en 2006.
De la misma manera, la Coordinación General de Comunicación Social y Divulgación
del Instituto Politécnico Nacional emitió un comunicado de prensa donde divulga el
desarrollo de nuestro proyecto. También se publicaron algunas notas en el periódico
El Norte y El Universal, y el Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa
nos hizo una entrevista vía telefónica para producir un reportaje de Agroproductos
que fue transmitido por el Canal TVC de Cable.
•
Beneficio económico: La producción del bioinsecticida desarrollado en este proyecto
podrá representar un ahorro sustancial en la economía de los productores si
deciden aplicarlo, ya que sus componentes son fácilmente asequibles y sumamente
económicos, lo que abaratará el costo del producto. Asimismo, el aguacate podrá
venderse a un precio más económico, ya que sus costos de producción se verán
disminuidos y su rendimiento aumentará.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE CONSERVACIÓN
DE FRUTAS REGIONALES TROPICALES POR
LA TECNOLOGÍA DE MÉTODOS COMBINADOS,
1
AUTOESTABILIZADOS EN EL ENVASE
Dr. José Armando Ulloa2
Introducción
El estado de Nayarit tiene una vocación preponderantemente agrícola, dentro de la
cual destaca el sector frutícola. Sin embargo, en la actualidad no existen las condiciones
para la transformación de dicha producción en alimentos procesados, en parte por el
incipiente desarrollo industrial.
En ese sentido resulta oportuno el desarrollo o innovación de métodos viables de
conservación y/o transformación que sean sencillos y económicos, los cuales permitan
transformar materias primas frutícolas en productos terminados de calidad aceptable,
además de ser de fácil implementación en micro, pequeñas, medianas o grandes
empresas, con el propósito de alentar su instalación e iniciar la detonación de este tipo
de industrias en beneficio del desarrollo agroindustrial estatal.
1 Proyecto
FOMIX: NAY-2003-C01-9468
Monto aprobado y total: $935,000.00
2 Centro
de Tecnología de Alimentos, Universidad Autónoma de Nayarit.
51
52
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
A diferencia de la tecnología tradicional que genera alimentos fundamentando su
conservación en la aplicación de un solo principio o barrera (por ejemplo, altas
temperaturas como la esterilización o pasteurización, o bien la reducción de la actividad
de agua, como en la deshidratación o concentración por adición de solutos), la
tecnología de métodos combinados o de obstáculos plantea, como su nombre lo indica,
la combinación inteligente de varios factores inhibidores en un nivel de intensidad
menos drástico, para lograr al final un producto alimenticio aceptable en términos de
su inocuidad y estabilidad microbiana, de propiedades sensoriales y nutritivas, así como
también de una vida de anaquel adecuada.
El proceso tradicional para la obtención de frutas autoestables por medio de la tecnología
de métodos combinados, incluye una etapa de equilibrio o estabilización, en la que
la fruta se impregna de los ingredientes del jarabe, previo a su envasado, durante un
tiempo de 5 a 7 días, lo cual trae como consecuencia un proceso altamente consumidor
de tiempo y costoso, aun cuando es altamente eficiente en términos energéticos y
productor de alimentos de aceptable calidad.
Por lo tanto, es pertinente la exploración de la posibilidad de generar un proceso continuo
a través de la autoestabilización de la fruta dentro del envase (con lo cual se mejoraría la
eficiencia del proceso y su economía), demostrando a la vez la obtención de productos
de calidad aceptable; ése fue el sentido del presente proyecto, involucrando además el
estudio del fenómeno de difusión de las principales barreras químicas utilizadas como
ingredientes de la formulación del jarabe para la estabilización del producto en el envase.
Como parte de la ejecución del presente proyecto, además de la generación y/o aplicación
de conocimientos en términos de la problemática planteada, se derivaron acciones que
fortalecieron las tareas de investigación, destacando las siguientes: a) integración de una
red de colaboración académica (dado que el proyecto se ejecutó conjuntamente con la
participación de investigadores del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología
y Diseño del Estado de Jalisco, AC, CIATEJ), b) formación de recursos humanos a nivel
licenciatura y posgrado, al involucrar a estudiantes como tesistas, c) publicación de
resultados en capítulo de libro, libro y artículos científicos en revistas arbitradas e
indexadas, d) ponencias en congresos científicos en la temática de alimentos, y e)
talleres de capacitación en microempresas sobre el proceso de producción de frutas por
la tecnología de métodos combinados autoestabilizadas en el envase.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Área: Desarrollo industrial y comercial
Tema: Desarrollo de productos agrícolas, pecuarios, forestales, acuícolas, mineros y
pesqueros de Nayarit.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Objetivo general
Coadyuvar a la generación de productos tecnológicos para la promoción de la industria­
lización del estado de Nayarit, vía el desarrollo de procesos y productos para la producción de frutas mínimamente procesados por la tecnología de métodos combinados.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Para el desarrollo del presente proyecto, se ejecutaron las actividades previstas básicamente en tres etapas, las cuales a continuación se describen:
Primera parte. Caracterización fisicoquímica de las frutas (mango y jaca), en especial con
respecto a su composición en azúcares, acidez, color y textura, y su relación con el estado
de madurez, a efecto de garantizar un producto adecuado después de su procesamiento
por la tecnología de métodos combinados.
Segunda parte. En el proceso de elaboración de las frutas por la tecnología de métodos combinados, se seleccionaron las etapas críticas de elaboración, y en ellas se determinaron sus niveles adecuados, especialmente para las barreras químicas empleadas en
la formulación de jarabes o de los tratamientos de remojo, mediante un diseño experimental factorial fraccional. Las variables respuestas para la selección de las condiciones
del proceso fueron las de comportamiento microbiano, características fisicoquímicas,
textura, color y calificación sensorial de las frutas durante su almacenamiento.
Tercera parte. En la última etapa experimental se realizó el estudio de difusividad de las
principales barreras químicas empleadas en este proyecto para el procesamiento de frutas por la tecnología de métodos combinados.
Adicionalmente en cada una de las etapas se atendieron las siguientes actividades:
a) formación de recursos humanos a través de la dirección de tesis de estudiantes
participantes en el proyecto, y b) difusión de los resultados del proyecto, a través de
la presentación de ponencias en congresos científicos en México y en el extranjero,
publicación de capítulo de libro, libro y artículos científicos en revistas especializadas en
el campo de la ciencia y tecnología de los alimentos.
Cuando ya se habían logrado los resultados suficientes para la comprobación de las
hipótesis planteadas en el proyecto, respecto de la autoestabilización de frutas en
el envase por la tecnología de métodos combinados, se iniciaron las acciones de
transferencia de tecnología y capacitación a grupos organizados interesados en el
aprovechamiento de dicha tecnología.
53
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
Dentro de la formación de recursos humanos, destaca la dirección de tesis de licenciatura
de los programas académicos de Químico Farmacobiólogo e Ingeniería Química, lo cual
a su vez permitió que siete estudiantes obtuvieran su título profesional; asimismo, se
generó una tesis que permitió que otro estudiante obtuviera el grado de doctor en
Ciencia y Tecnología en el Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del
Estado de Jalisco, AC. (Cuadro 1).
Cuadro 1. Tesis de licenciatura y posgrado generadas dentro del proyecto
Tesis
Descripción
Torres-Delgado, K.P. (2004). “Evaluación de las barreras químicas en mango mínimamente
procesado por la tecnología de obstáculos durante su almacenamiento”. Unidad Académica
de Ciencias e Ingenierías. Universidad Autónoma de Nayarit.
Luna-Illades, C. (2004). “Análisis microbiológico y sensorial de conservas de mango mínimamente procesadas por la tecnología de obstáculos, auto estabilizadas en el envase”. Unidad
Académica de Ciencias e Ingenierías. Universidad Autónoma de Nayarit.
Vargas de la Mora, E.E. (2004). “Evaluación de color y textura en mango mínimamente pro­
cesado por la tecnología de métodos combinados”. Unidad Académica de Ciencias e Inge­
nierías. Universidad Autónoma de Nayarit.
Licenciatura
Martínez- Esquivel, A.D. (2006). “Estabilidad microbiana de jaca (Artocarpus heterophyllus)
mínimamente procesada y autoestabilizada en envases de vidrio por la tecnología de métodos combinados”. Unidad Académica de Ciencias Químico Biológicas y Farmacéuticas. Universidad Autónoma de Nayarit.
Arias-Amezcua, K.Y. (2007). “Estabilidad de las barreras químicas y evaluación del oscurecimiento del jarabe en jaca mínimamente procesada por la tecnología de obstáculos”. Área de
Ciencias Básicas e Ingenierías. Universidad Autónoma de Nayarit.
Ibarra-Patrón, F.M. (2007). “Evaluación de color en jacka mínimamente procesada por la tecnología de obstáculos autoestabilizada en el envase”. Área de Ciencias Básicas e Ingenierías.
Universidad Autónoma de Nayarit.
Aguilar-Pusian, J.R. (2008). “Estabilidad microbiológica y fisicoquímica de jaca (Artocarpus
heterophyllus) mínimamente procesada”. Unidad Académica de Ciencias Químico Biológicas
y Farmacéuticas. Universidad Autónoma de Nayarit.
Doctorado
Ulloa, J.A. (2008). “Difusividad del cloruro de sodio, sorbato de potasio y bisulfito de sodio
en rebanadas de mango (Mangifera indica) autoestabilizado en el envase por la tecnología
de obstáculos”. Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de
Jalisco, AC. (CIATEJ).
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
55
Otros de los productos importantes entregados fueron los resúmenes de las ponencias
presentadas en congresos científicos especializados en la temática de alimentos, tanto
a nivel nacional como en el extranjero (Cuadro 2). Fueron en total seis participaciones las que se tuvieron en congresos internacionales, las cuales quedaron registradas
en las respectivas memorias, donde aparecieron los trabajos de las contribuciones de
este proyecto.
Cabe señalar que dentro del 8º Congreso Internacional de Inocuidad de Alimentos,
se presentó la ponencia “Calidad microbiológica de jaca (Artocarpus heterophyllus)
autoestabilizada en envases de vidrio por la tecnología de obstáculos”, derivada de esta
investigación, la cual se consideró como la mejor en la categoría profesional, haciéndose
merecedora del respectivo reconocimiento.
Cuadro 2. Ponencias presentadas en congresos en México y en el extranjero derivadas del proyecto
Congresos
Descripción
Ulloa, J.A., Martínez-Esquivel, D., Rosas-Ulloa, P. (2006). “Calidad microbiológica de jaca (Artocarpus heterophyllus) auto estabilizada en envases de vidrio por la tecnología de obstáculos”. 8º. Congreso Internacional de Inocuidad de Alimentos. Puerto Vallarta, Jalisco, México.
En México
Ulloa, J.A., Escalona, H., Díaz, L (2006). “Difussivity of the chemical barriers on mango (Mangifera indica) slices self stabilized in glass jars by hurdle technology”. Second International
Congress of Food Science and Food Biotechnology in Developing Countries. Saltillo, Coahuila, México.
Ulloa, J.A., Vargas de la Mora, E.E., Escalona, H.B., Díaz-Jiménez, L., Hernández-Tinoco, A.
(2004). “Color and texture properties of minimally processed mango (Mangifera indica) segments by hurdle technology, auto stabilized in glass jars”. Institute of Food Technologists
Annual Meeting and Food Expo. Las Vegas, Nevada, USA.
Ulloa, J.A., Escalona, H.B., Díaz Jiménez, L., Ulloa Rangel, B. E. (2005). “Potassium sorbate
diffusion in minimally processed mango (Mangifera indica) segments by hurdle technology”.
Institute of Food Technologists Annual Meeting and Food Expo. New Orleans, Louisiana, USA.
En el extranjero
Ulloa, J. A. Flores-Muñoz, J., Rosas-Ulloa, P. (2007). “Color changes on jack fruit (Artocarpus
heterophyllus) auto stabilized in glass jars by hurdle technology”. Institute of Food Technologists Annual Meeting and Food Expo. Chicago, Illinois, USA.
Ulloa, J.A., Aguilar-Pusian, J.R., Rosas-Ulloa, P., Galaviz-Ortíz, K.M.C., Ulloa-Rangel, B.E (2009).
“Effect of soaking conditions with citric acid, ascorbic acid, and sorbate potassium on the co­
lor and microbiological quality of minimally processed jackfruit (Artocarpus heterophyllus)”.
Institute of Food Technologists Annual Meeting and Food Expo. Anaheim, California, USA.
56
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
También como productos de este proyecto se obtuvieron seis publicaciones, de la cuales
cuatro fueron artículos científicos en revistas arbitradas e indexadas especializadas en
la temática de ciencia y tecnología de alimentos, un capítulo de libro generado con
las mejores ponencias procedentes del congreso internacional denominado “Second
International Congress of Food Science and Food Biotechnology in Developing Countries”,
editado por la Asociación Mexicana de la Ciencia de los Alimentos y un libro técnico
editado por la Universidad Autónoma de Nayarit (Cuadro 3).
Tal y como estaba previsto, dentro de las actividades del proyecto también se generaron
acciones de transferencia de tecnología, particularmente en tres sociedades de producción rural de responsabilidad limitada (SPR de RL), como es el caso de “Frutas Finas el
Verdín”, de la comunidad de El Jicote, Municipio de Tepic, Nayarit; “Mujeres Fruta Alegre
Microempresa”, de la población de Las Varas, municipio de Compostela, Nayarit; y “Fruta
Orgánica Deshidratada”, de la comunidad del El Llano, municipio de San Blas, Nayarit.
Cuadro 3. Publicaciones en sus diversas modalidades derivadas del proyecto
Tipo de
publicación
Descripción
Ulloa, J.A., Rosas-Ulloa, P., Flores, J.R., Ulloa-Rangel, B.E., Escalona, H. (2007). “Comportamiento de color en bulbos del fruto de la jaca (Artocarpus heterophyllus) autoestabilizados en frascos de vidrio por la tecnología de obstáculos”. Ciencia y Tecnología Alimentaria
5(5):372-378.
Ulloa, J.A., Escalona, H., Díaz, L. (2008). “Color behoviour on mango (Mangifera indica) slices
self stabilized in glass jars by hurdle technology”. African Journal of Biotechnology 7(4):487-494.
Artículo Científico
Ulloa, J.A., Guatemala, G.M., Arriola, E., Escalona, H.B., Díaz, L. (2009). “Estimation of the
diffusivities of sodium chloride, potassium sorbate and sodium bisulphite in mango slices
processed by hurdle technology”. 91(2):211-216.
Ulloa, J.A., Aguilar-Pusian, J.R., Rosas-Ulloa, P., Galaviz-Ortiz, K.M.C., Ulloa-Rangel, B.E. (2010).
“Efecto del Remojo con ácido cítrico, ácido ascórbico y sorbato de potasio en la calidad fisicoquímica y microbiológica de jaca mínimamente procesada”. CyTA-Journal of Food (Aceptado).
Capítulo de libro
Ulloa, J.A., Escalona, H., Díaz, L. (2008). “Difusivity of the chemicals barriers on mango (Mangifera indica) slices self stabilized in glass jars by hurdle technology”. En Advances in Food
Science and Food Biotechnology in Developing Contries. O. Soto-Cruz, A. Peggi M., GallegosInfante, A., Rodríguez-Herrera, R. (Editores). Asociación Mexicana de la Ciencia de los Alimentos. México. Pp. 22-28. ISBN 978-968-9406-00-6.
Libro
Ulloa, J. A. (2007). “Frutas auto estabilizadas en el envase por la tecnología de obstáculos”.
Universidad Autónoma de Nayarit. 158 pp. Tepic, Nayarit, México. ISBN 968-833-073-6.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 1. Cartel promocional del libro ge­
nerado por en el presente proyecto
Figura 2. Capacitación del personal de la
microempresa Mujeres Fruta Alegre SPR
de RL
Figura 3. Instalación y puesta en marcha de
la microempresa en El Llano, municipio
de San Blas, Nayarit
Figura 4. Laboratorio beneficiado con la
ejecución del proyecto
57
58
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En todos los casos, las acciones de transferencia de tecnología de este proyecto en
beneficio de las sociedades de producción rural antes señaladas, redundaron en la
canalización de recursos provenientes de dependencias gubernamentales u otras
organizaciones que promueven el desarrollo rural o impulsan proyectos productivos.
Cabe señalar que el grupo organizado de la comunidad de El Llano, fue apoyado
económicamente por la Fundación Rotaria, conjuntamente con los Clubes Rotarios TepicTlatoani (Distrito 4150), de la ciudad de Tepic, Nayarit, y el Marilia de Dirceu (Distrito
4510), de la ciudad de Marilia, Brasil, con lo que se logró la adquisición del equipamiento
para la instalación y puesta en marcha de la microempresa.
Finalmente, una parte importante de los recursos captados por el presente proyecto
permitió el fortalecimiento de la infraestructura disponible en nuestra institución, ya
que con ello se adquirieron nuevas herramientas y accesorios de laboratorio que
complementaron y potenciaron lo ya disponible.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
De acuerdo con los resultados del proyecto, se puede señalar que al término de su
desarrollo, no solamente se cumplieron los compromisos señalados en la propuesta,
sino que éstos fueron superados cuantitativamente en términos de la generación y/o
aplicación de conocimientos, participaciones en congresos científicos, producción de
artículos científicos y otras publicaciones, formación de recursos humanos y acciones
de transferencia de tecnología, sino que además se contribuyó al fortalecimiento de la
infraestructura institucional para las tareas de investigación en el campo de ciencia y
tecnología de alimentos.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
NUEVO LEÓN
59
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
CREACIÓN DE LA UNIDAD MONTERREY DEL
CENTRO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO
INDUSTRIAL EN EL PARQUE DE INVESTIGACIÓN
E INNOVACIÓN
TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE
1
NUEVO LEÓN
MA Cirilo Noguera Silva2
Introducción
Con este proyecto se deseaba expandir las capacidades de CIDESI Querétaro, con una
unidad en el Parque de Investigación e Innovación Tecnológica que atienda la demanda
del mercado ubicado en el norte del país. Todo ello por medio de la creación de un laboratorio de prototipos con nave industrial de 1150 m2 de construcción en su primer etapa
con áreas de prototipado rápido, mecanizado de precisión, ensamble pesado y ligero,
soldadura, pailería y construcción mecánica. Planta baja del laboratorio para electrónica
aplicada, equipado, de 1289 m2 de construcción con cuarto limpio, áreas para el des­
arrollo de sistemas de ahorro de energía para la industria, modelado y procesamiento
de señales biomédicas que redunden en el diseño y fabricación de equipos portátiles y
ambulatorios de monitoreo de signos vitales, así como la utilización de visión artificial
y la simulación para su uso en inspecciones industriales y de ensamble. Planta baja del
edificio de ingeniería de diseño de 1005 m2 de construcción, con mobiliario y estaciones
de trabajo para el diseño de prototipo, líneas de ensamble y equipo de prueba.
1 Proyecto
FOMIX: NL-2005-C06-002
Monto aprobado: $24,329,250.00
Aportaciones concurrentes: $30,068,617.00
Monto total: $54,397,867.00
2 Centro
de Ingeniería y Desarrollo Industrial.
61
62
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Creación de unidades de centros de investigación y desarrollo industrial en el Parque de
Investigación e Innovación Tecnológica del estado de Nuevo León.
Objetivo general
Desarrollar, asimilar y adaptar tecnologías, así como generar innovaciones en los campos
de electrónica aplicada y el diseño y fabricación de equipo de prueba y ensamble, para
su transferencia a los sectores productivos y de salud.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
1. Estudios preliminares. Análisis del predio, trámites y licencias, estudios topográficos,
estudios de mecánica de suelos
2. Licitación de la obra
3. Obra negra. Cimentación y estructura, albañilería y techumbres
4. Instalaciones. Agua potable, drenaje, alcantarillados, red contra incendios, riego de
áreas verdes, energía eléctrica, alumbrado de instalaciones, cimentaciones especiales, aislamientos especiales acabados, elevadores en su caso, alarmas, instalación
de gas, instalación de maquinaria, vigilancia, obras exteriores, licitación y construcción de la instalación. Durante todo el proyecto se contó con la asesoría y respaldo
del personal especializado de CIDESI Querétaro, tomando la responsabilidad por
el expertise técnico que se tiene para dirigir proyectos de instalación y puesta en
operación de los laboratorios.
5. Contratación de personal. De forma paralela a la construcción se contrató al personal
que forma parte del equipo de trabajo durante la primera etapa y de acuerdo con el
plan de reclutamiento. En la primera etapa se contrató a 15 personas, siendo éstas
13 técnicos y 2 administrativos. Fueron capacitados en inducción a la organización,
calidad, operación de equipos adquiridos, manejo de sistemas financieros y control
de proyectos. A continuación se presenta la tabla de contrataciones por año:
Tabla 1. Contrataciones por año
Año
Ingenieros y
técnicos
Ingenieros con
maestría
Doctores
Administrativos y
servicios
Total de personal
2007
10
3
0
2
15
2008
15
7
0
4
26
2009
31
7
1
7
46
2010*
33
7
1
8
49
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
•
•
•
•
Laboratorio de electrónica aplicada
Laboratorio de construcción de prototipos
Área de ingeniería de diseño
Estacionamiento
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
1. Aumento de la productividad y competitividad del cliente
2. Vinculación con empresas de diversos sectores y tamaños
3. Contribución al proyecto estratégico Monterrey Ciudad Internacional del
Conocimiento y a la consolidación del PIIT
4. Desarrollo de alianzas estratégicas y redes de innovación
5. Nuevas áreas de oportunidad
6. Expansión de las capacidades y zona de influencia de CIDESI, lo cual permitirá un
crecimiento en el corto, mediano y largo plazos.
7. Desarrollo de capital humano de CIDESI y de las empresas
8. Desarrollo tecnológico bajo contrato para las industrias aeroespacial y automotriz
9. Asesoría a PyMEs.
Mecanismos de transferencia:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Desarrollo del paquete tecnológico bajo contrato
Manuales de operación y mantenimiento
Capacitación del personal usuario de la tecnología
Asistencia técnica
Servicio post-venta
Acuerdos de cooperación empresa-CIDESI
Actualización de la tecnología
Licenciamiento
63
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
CREACIÓN DEL CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y
DESARROLLO TECNOLÓGICO EN ESTUDIOS DEL
AGUA DENTRO DEL PARQUE DE
INVESTIGACIÓN
1
E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA
Dr. Belzahet Treviño Arjona2
Introducción
Es de todos conocido que el agua es un elemento vital para todo ser vivo, y un bien
indispensable para las actividades de la vida cotidiana en las viviendas. El tener agua disponible permite realizar el aseo personal y prácticamente todas las labores domésticas
de limpieza y alimentación de las familias. El abastecimiento de agua a las comunidades
es una evidencia de las condiciones de salubridad y calidad de vida de la población en
lo que a bienestar y comodidad se refiere. El Instituto Nacional de Estadística, Geografía
e Informática (INEGI) nos advierte que la dotación de agua potable y su sustentabilidad
es una de las grandes preocupaciones a nivel mundial y el alcanzar la cobertura total
constituye uno de los Objetivos del Desarrollo del Milenio. En nuestro país el gobierno
a través de sus diversos organismos tiene la obligación de dar servicio de agua potable a
todos sus habitantes.
1 Proyecto
FOMIX: NL-2005-C08-21553
Monto aprobado y total: $40,000,000.00
2 Centro
de Estudios del Agua, ITESM Campus Monterrey.
65
66
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En México la contaminación del agua superficial y subterránea alcanza niveles preocupantes: más de 75% del total de agua disponible presenta grados de calidad que pueden
calificarse de “contaminada” a “excesivamente contaminada”. Un aspecto singularmente
grave es la presencia de altos niveles de arsénico y flúor en aguas subterráneas. El pro­
blema se acentúa en el norte y centro del país, siendo Guanajuato uno de los estados
más afectados por contaminación natural de arsénico y flúor; existen más de 500 comunidades rurales sin disponibilidad de agua potable y con problemas en la calidad de agua
de sus pozos, los cuales son utilizados para consumo humano directo.
La demanda de agua potable en las zonas rurales del país requiere el desarrollo urgente
de nuevas tecnologías más sustentables en el aprovechamiento de la energía para los
procesos de potabilización de agua. El desarrollo de este tipo de tecnologías trae por
consecuencia el incremento en la calidad de vida de las comunidades rurales al beneficiar
la salud y la economía familiar, al proveer de agua potable a un menor precio.
La tecnología para la remoción de metales pesados más utilizada actualmente es la
ósmosis inversa, principalmente por su gran eficiencia en la separación de contaminantes
del agua producto y su relativo bajo costo de inversión. Sin embargo, esta tecnología
presenta un alto costo de operación del cual 44 % lo representa la energía, convirtiéndola
en una de las tecnologías más caras en su operación.
En nuestro país, los apoyos federales, estatales y municipales en infraestructura para la
dotación de agua potable en zonas rurales, van ligados a la cobertura de los costos de
operación y mantenimiento por parte de los usuarios, lo que en el caso de las unidades
de ósmosis inversa tradicionales puede llegar a ser prohibitivo para la economía familiar,
teniendo como desenlace el abandono de las unidades instaladas.
El proyecto de Desarrollo e Instalación de un Sistema de Ósmosis Inversa Eólica para la
Potabilización de Aguas Contaminadas con Arsénico y Flúor, representa una opción tecnológica sustentable mediante la cual comunidades rurales pueden dotarse de agua potable a menores costos. La tecnología de ósmosis inversa eólica consiste en aprovechar
el gran potencial de energía eólica presente en muchas comunidades rurales, acoplando
de manera mecánica un sistema de bombeo eólico (aeromotor) a una unidad de filtración (ósmosis inversa), sin necesidad de pasar por energía eléctrica. De esta forma,
comunidades rurales de bajo nivel socioeconómico que consumen agua contaminada
con arsénico y flúor, podrán mejorar su calidad de vida por reducción en el costo del agua
potable y disminución de la incidencia de enfermedades propiciadas por el consumo de
arsénico y flúor.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
De acuerdo con las demandas que presentó el Fondo Mixto Gobierno del Estado de
Guanajuato y CONACYT, el proyecto atendió las siguientes demandas específicas:
a. Desarrollo de tecnologías de potabilización de agua para zonas rurales que sean de
fácil operación y bajo costo.
b. Desarrollo de nuevas tecnologías y productos que incorporen el uso de energía
renovable.
c. Desarrollo de tecnología en fuentes alternas de energía para proporcionar servicios
básicos en zonas rurales y marginadas.
Objetivo general
El objetivo del presente proyecto consistió en desarrollar un sistema piloto de potabilización de agua contaminada con arsénico y flúor utilizando energía eólica como fuerza
motriz, para proveer de agua potable a una comunidad rural del estado de Guanajuato.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
El proyecto inicia con la selección de la comunidad rural apoyándonos en la información
proporcionada por la Comisión Estatal de Agua de Guanajuato (CEAG), tomando como
criterios los límites establecidos para arsénico y flúor en la NOM 127 SSA1, el grado de
marginación de la población, el número de habitantes beneficiados y la ubicación de la
comunidad.
Con base en el régimen de viento, calidad del agua y número de personas en la localidad,
se procedió a definir el tamaño de aeromotor y sistema de filtración requeridos para
proveer de 12 litros por persona por día, de acuerdo con los estándares de la Organización
Mundial de la Salud. La población de la localidad se obtuvo de los censos publicados por
el INEGI y cotejados en campo por el personal del ITESM. La calidad de agua se obtuvo
del monitoreo sistemático llevado a cabo por la CEA y cotejado con el muestreo y análisis
por el personal del ITESM. Los vientos fueron obtenidos con base en lo datos históricos
de la estación de Comisión Nacional del Agua (CNA) en Abasolo, Guanajuato.
De acuerdo con lo anterior, la comunidad elegida fue Cerrito de Agua Caliente, municipio
de Cuerámaro en el estado de Guanajuato. La comunidad cuenta con 531 habitantes,
presenta un alto nivel de marginación, su fuente de agua proviene de un pozo profundo
67
68
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
con 897, 0.15 y 3.2 mg/l de sólidos disueltos totales, arsénico y flúor, respectivamente,
todas ellas por arriba de la norma (SDT 250 mg/l, As 0.025 mg/l y F 1.5 mg/l). El sistema
consta de una unidad comercial de bombeo eólico con 16 ft de diámetro de aspas y 3
pulgadas de diámetro de pistón en conjunto con 3 membranas de ósmosis inversa y
espirales en cartuchos de 4 X 40 pulgadas.
Habiendo definido el tamaño del aeromotor y filtros requeridos para obtener la cantidad
de agua potable necesaria, se procedió a diseñar el sistema de acoplamiento, principal
aportación tecnológica del presente estudio. Este paso implicó el poder acoplar el
bombeo eólico con su variabilidad característica (viento) al sistema de ósmosis inversa
con sus requerimientos de flujo, presión mínima y máxima. El desarrollo tecnológico
permite al bombeo eólico proveer a la ósmosis inversa de un suministro mínimo de agua
constante, con un rango de presión bajo control entre los límites mínimo y máximo.
La ósmosis inversa eólica (OIE) requiere de una fuerza motriz para el bombeo que en
nuestro caso es la energía cinética del viento, que mediante las hélices del aeromotor se
transforma en fuerza mecánica (torque), transmitida por un eje vertical hasta la bomba
que impulsa el flujo hidráulico hacia las membranas. Es decir, no hay generación eléctrica,
sólo energía mecánica, evitando pérdidas en la transformación de la energía desde la
energía cinética del viento hasta la energía química del agua potable, reduciendo así
costos innecesarios. Para mantener la presión del agua constante sobre las membranas,
se utiliza un amortiguador eólico, el cual permite hasta 2 horas de lapso, necesario cuando
los vientos disminuyan y el aeromotor no tenga la suficiente potencia para impulsar el
agua a la presión deseada. El agua potabilizada (permeado) se almacena en un tanque,
del cual por medio de tubería subterránea, y aprovechando la diferencia de alturas entre
el tanque y la población, el agua potable llega a tres puntos de distribución seleccionados
por la localidad, lugar al que deberán dirigirse los pobladores para abastecerse del líquido
necesario. El rechazo o concentrado es enviado a una pila de secado, que por la radiación
solar de la localidad resulta ideal, a la par que el volumen del mismo no será tan elevado
por la eficiencia del diseño, evitando así problemas ambientales.
El sistema requirió de definir una estrategia de monitoreo remoto, mediante la cual
se pudiera estar mandando información crítica en forma continua. Las variables
identificadas como críticas para su monitoreo continuo fueron: velocidad del viento, flujo
de agua potable, presión de bombeo eólico, presión de entrada a filtros y calidad del
agua potable. El sistema se desarrolló en conjunto con la empresa Agrienlace, utilizando
la tecnología ADCOM mediante la transmisión de datos vía radio a su base más próxima,
y posteriormente vía Internet hasta el lugar elegido para llevar a cabo el monitoreo a
distancia del sistema, en este caso, Monterrey, Nuevo León.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Finalmente, ya instalada la tecnología y monitoreándola a distancia, se documentó la
eficacia del sistema en la producción de agua potable a partir de agua contaminada
con arsénico, así como el consumo promedio por la población a lo largo del tiempo.
El sistema ha estado operando por más de 5 años a la fecha, lo cual nos ha permitido
cuantificar los costos de operación y mantenimiento de la unidad.
Productos entregados
El sistema piloto de OIE presentó una producción promedio de 1000 l/día con una calidad de agua de 49 mg/l de SDT. No se requirió de ninguna fuente de energía externa,
aparte de la eólica, durante todo el proceso de potabilización. El ahorro en energía eléctrica por el uso de energía eólica fue de 2731 Kj/m3.
La Figura 1 muestra cómo la presión de operación (línea guinda) y la presión de alma­
cenamiento (línea doble) son controladas por el sistema independientemente de
la velocidad del viento (línea celeste). Aun y cuando la velocidad del viento es alta, la
presión máxima en el almacenamiento se mantiene constante en 8.6 bar, y la presión de
operación para las membranas igualmente se mantiene en un rango controlado entre 3.7
y 4.7 bar. A su vez, la Figura 1 muestra la reducción en la variabilidad en producción de
agua potable (línea azul) en comparación con la variabilidad en la velocidad del viento,
mostrando cómo el sistema de amortiguamiento está funcionando para la protección de
las membranas. Por último, la Figura 1 (línea amarilla) muestra la poca variabilidad en la
calidad del agua producida a lo largo del tiempo independientemente de la variabilidad
en la velocidad del viento. Con estos resultados podemos demostrar que el sistema de
ósmosis inversa eólica presenta un comportamiento de producción de agua potable en
cantidad y calidad controlado con respecto a la variabilidad en la velocidad del viento.
Considerando que este proyecto es de carácter social y no tiene utilidad económica
directa, se realizaron encuestas, pláticas y publicidad informativa para lograr la asimilación
de tecnología. La encuesta se realizó sobre una muestra poblacional de 22%, en donde
se detectaron los hábitos alimenticios y padecimientos más comunes, identificando
que 60.17% de los habitantes consumen agua de pozo diariamente. A través de esta
información se calculó el cociente de peligro (número de veces que se rebasa la máxima
cantidad diaria permitida de un contaminante) por ingestión y contacto dérmico de agua
contaminada con arsénico; para adultos el cociente es 2, mientras que para los niños
el cociente llega a 20. El valor máximo permitido por la normatividad mexicana es de
1, para niños y adultos. La exposición prolongada de arsénico a bajos niveles por largo
tiempo, puede producir oscurecimiento de la piel y la aparición de pequeños callos o
verrugas en las palmas de las manos, las plantas de los pies y el torso, mientras que altos
niveles de fluoruros pueden dañar los dientes y los huesos.
69
70
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 1. Monitoreo de variables de operación de la OIE a lo largo del tiempo
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
71
Bajo la implementación del presente proyecto, el sistema piloto de OIE generó una
producción promedio de 1,000 l/día con una calidad de agua de 49 ppm de SDT. No
se requirió de ninguna fuente de energía externa, aparte de la eólica, durante todo el
proceso de potabilización. El ahorro en energía eléctrica por el uso de energía eólica
fue de 2731 Kj/m3. Aun y cuando está completamente documentado y probado a nivel
comercial que la filtración por ósmosis inversa remueve en forma eficiente arsénico,
flúor y sólidos disueltos, se llevó a cabo el análisis antes y después para el agua producto
de la unidad de OIE, como lo muestra la Tabla 1.
Tabla 1. Comparación entre el agua antes y después del tratamiento mediante OIE
Límite
permisible
Parámetro por la NOM
127-SSA1
1994 (mg/l)
Sep05
Arsénico
0.025
0.15
Fluoruros
1.5
3.2
1753 505.8
SDT
1000
Comparación con la NOM
127-SSA1 1994
Calidad del agua en el sistema (mg/l)
Antes
Abr06
Después
Abr06
Antes
Oct06
Después
Oct06
Sep05
Sep- Abr- Oct- Sep- Abr- Oct05
06
06
05
06
06
0.22
0.1
<0.02 <0.02 0.001
6.0
8.80
4.0
0.0
0.0
0.04
3.08
2.85
0.25
<0.03
0.13
2.13 2.05
1.9
0.17
0.0
0.09
897
<0.1
20.12
48
1.75 0.51
0.9
0.0
0.02 0.05
El sistema de OIE se diferencia de la ósmosis inversa tradicional en que la primera
utiliza una bomba eólica (papalote) y un acumulador/amortiguador de energía eólica
en sustitución de un motor eléctrico y bomba. En virtud de lo anterior, se realizó una
comparación entre los costos iniciales de instalación y operación de ambos sistemas
de bombeo para determinar qué fuente de energía es más rentable para los usuarios
finales y para el gobierno como entidad encargada de comprar el sistema. No se incluyó
el sistema de membranas, ya que éste es exactamente igual para ambos casos.
Esta comparación se lleva a cabo evaluando la tasa de retorno de los valores diferenciales obtenidos, al comparar el costo inicial y los costos de operación de cada una de
las fuentes de energía (eólica y eléctrica) a lo largo de un período de operación de 10
años. Se escogió para este periodo de tiempo, considerando que una vez instalado
el sistema se espera que funcione por un mínimo de 10 años o más. En la Tabla 2 se
muestra la comparación de los sistemas para una población de 1,000 habitantes como
base de comparación.
La tasa interna de retorno (TIR) calculada para el presente caso es de 27.61%, lo que
indica que los ahorros en los costos de operación obtenidos a lo largo del tiempo son
suficientes para compensar la mayor inversión que requiere un sistema accionado por
energía eólica. Esta comparación se llevó a cabo para diferentes tamaños de poblaciones
$465
$5,186
$4,939
$443
$422
$4,704
$4,480
$402
$383
$4,266
$4,063
$365
$347
$3,870
$3,685
$331
$315
$3,510
$300
$3,343
$ 27,180
$ 12,680
Flujo de caja
$315
$300
Costo de mantenimiento
Total
$465
$443
$422
$402
$383
$365
$347
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
$0
Costo de operación
Costo inicial
Sistema IANL
$ 27,180
$0
$331
$0
$5,651
$776
$739
$5,382
$5,126
$704
$670
$4,882
$4,649
$638
$608
$4,428
$4,217
$579
$551
$525
$500
$ 14,500
Costo de mantenimiento
Total
Costo de operación (electricidad)
$ 14,500
Costo inicial
$4,016
$4,212
$4,011
$3,820
$3,638
$3,465
$3,300
$3,143
3
2
1
0
Sistema tradicional
$3,825
$4,643
$4,422
9
8
7
6
5
4
Año
1,000 habitantes
Flujo de caja (MXN)
Tabla 2. Costos en sistemas de bombeo tradicional y eólico (1,000 hab.)
$3,643
$4,876
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
10
72
como se muestra en la gráfica de la Figura 2.
Analizando los resultados, se determinó que el
sistema eólico es más rentable que el tradicional en poblaciones de hasta 2,687 habitantes
para sistemas con una bomba eólica individual,
y hasta aproximadamente 4,068 habitantes en
sistemas con varias bombas eólicas. Esto quiere
decir que para el gobierno y los usuarios finales, el límite de indiferencia de instalar una u
otra tecnología se da en este punto. Para las poblaciones con más de 4,068 habitantes es más
rentable instalar el sistema de ósmosis inversa
tradicional, debido a que el ahorro en consumo
de energía eléctrica no compensa la inversión
inicial de una bomba eólica más el tanque hidroneumático, el cual es un poco más del doble
del costo de un motor eléctrico y una bomba
que hacen el mismo trabajo. El punto de mayor
ahorro se obtiene para poblaciones de alre­
dedor de 1,000 habitantes. Como se observa,
a medida que se incrementa el tamaño de la
población van disminuyendo los ahorros. Esto
se debe al incremento que se va dando en la
inversión inicial, causado en gran parte por el
costo de las bombas eólicas, pues cada vez se
tendrían que instalar unidades de mayor tamaño siendo éstas menos rentables comparadas
con las de menor tamaño.
Conclusiones y /o beneficios
obtenidos
El sistema de potabilización mediante ósmosis
inversa eólica ha permitido a lo largo de 6 años
que los habitantes del poblado de Cerrito de
Agua Caliente (550 habitantes) consuman agua
de una excelente calidad, de acuerdo con los
estándares definidos por la Secretaría de Salud,
sin verse afectados en su economía. El sistema
no ha necesitado de energía eléctrica y 100% de
su requerimiento energético ha sido cubierto
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 2. Comparación de TIR por ahorro por selección de fuente de energía
por la energía eólica proveniente del viento, reduciendo el costo de producción de agua
potable. El ahorro en energía eléctrica por el uso de energía eólica fue de 2731 Kj/m3. El
sistema no afecta al medio ambiente, ya que el residuo generado (concentrado de sales
tóxicas) que se retira del agua se acumula en una pila de evaporación, la cual cuenta con
una capacidad para evaporar diariamente 100% de lo que se genera de concentrado.
Las sales tóxicas remanentes en la pila de evaporación son confinadas como residuo
peligroso dada su concentración de arsénico y flúor. El costo de la producción de agua
potable, tomando en cuenta la operación y mantenimiento de la unidad, es inferior a los
$ 3.00 por garrafón de 20 litros.
Las plantas potabilizadoras eólicas ofrecen una alternativa viable a la problemática
económica y de infraestructura de las plantas tradicionales; la inversión inicial es
ligeramente superior a la de una planta tradicional. La TIR calculada para la sustitución
de la planta potabilizadora de ósmosis inversa tradicional por el sistema de OIE, con
base en una población de 1,000 habitantes, fue de 27.61%, lo que indica que los ahorros
obtenidos a lo largo del tiempo son suficientes para compensar la mayor inversión que
requiere el sistema accionado por energía eólica.
73
74
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Ya que el sistema no requiere de energía eléctrica, la opción eólica puede llegar a las
comunidades sin acceso a energía eléctrica. Aparte de la innovación tecnológica que
el proyecto representa, su aportación social es el principal logro de esta tecnología.
El desalinizador eólico abre las puertas a que otras comunidades rurales marginadas
aumenten su calidad de vida, al consumir agua de buena calidad con la consecuente
disminución de enfermedades sin afectar la economía familiar. El sistema de ósmosis
inversa eólica representa una forma factible, confiable y sustentable de potabilizar agua
en comunidades rurales.
El sistema de ósmosis inversa remueve los contaminantes de manera que el cociente de
peligro se encuentre dentro de la norma. Con lo anterior, es posible apreciar el valor social
y en materia de salud que tiene este proyecto, así como la importancia de diseminar esta
innovación tecnológica en otras poblaciones del país con afectaciones similares.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
PUEBLA
75
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DIVERSIDAD GENÉTICA, CONSERVACIÓN Y
FITOMEJORAMIENTO DE POBLACIONES LOCALES
DE MAÍZ (ZEA MAYS L.) EN LAS PRINCIPALES
1
REGIONES PRODUCTORAS DE PUEBLA
Abel Gil Muñoz,2 Pedro Antonio López, Juan de Dios Guerrero Rodríguez, Oswaldo Rey
Taboada Gaytán, Enrique Ortiz Torres, Higinio López Sánchez, J. Arahón Hernández
Guzmán, Mario Valadez Ramírez;3 Amalio Santacruz Varela;4 Delfino Reyes López5
Introducción
México, específicamente en el área correspondiente a Mesoamérica, fue considerado
como el centro de origen del maíz (Vavilov, 1931) debido, entre otros factores, a
la existencia de su pariente silvestre más cercano (el teocintle, Zea mays L. subsp.
parviglumis) y a la presencia de una amplia diversidad de formas para la especie. Tal
diversidad se ve reflejada en la gran cantidad de poblaciones nativas (maíces criollos)
cultivadas por los agricultores, fundamentalmente en las regiones temporaleras del país.
Varios investigadores han trabajado en el ordenamiento y clasificación de dicha variación
a través del concepto de raza; producto de tales estudios, en la actualidad se reconocen
1
Proyecto Fomix: PUE-2007-01-76993
Monto aprobado: $975,000.00
Otras aportaciones: $40,000.00
Monto total: $1,015,000.00
2 Responsable
3 Todos
Técnico del Proyecto: Colegio de Postgraduados Campus Puebla
ellos son Profesores Investigadores del Colegio de Postgraduados
Campus Puebla.
4 Profesor
Investigador del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo.
5 Profesor
Investigador de la Escuela de Ingeniería Agrohidráulica,
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.
77
78
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
65 razas en el país (Serratos, 2009). Las razas han constituido un referente importante
para la sistematización de la diversidad; sin embargo, y como lo consigna Ortega (2003),
representan sólo un punto de referencia en el continuo de variantes manejadas por
los agricultores, pues ellos, a través de la selección que año tras año ejercen en sus
poblaciones, las van diferenciando paulatinamente de las accesiones tipo. De ello se
deriva la importancia de conducir estudios a intervalos regulares que permitan conocer
el estado actual de variación con respecto a las razas reportadas como existentes en un
área determinada.
El estudio de la diversidad también se ha tornado particularmente relevante en los últimos
años, debido a que a partir de ellos se pueden tomar decisiones para la conservación in
situ y ex situ de recursos fitogenéticos, acción aun más importante en el caso de aquellos
empleados en la alimentación y la agricultura (Molina y Córdova, 2006).
Finalmente conviene mencionar que una vertiente aún poco explorada en el estudio
de la diversidad genética del maíz tiene que ver con el aprovechamiento de la misma
con fines de fitomejoramiento. Los resultados condensados por Muñoz (2005), a partir
de investigaciones conducidas en diferentes regiones de México, evidencian que las
poblaciones locales de maíz deben ser el punto de partida en la formación de variedades
mejoradas de alto rendimiento de grano. Bajo esta premisa, se considera que también
es factible encontrar variabilidad para otros atributos que pueden conferir un valor
agregado a la producción de maíz.
Con estos antecedentes y considerando que en el estado de Puebla el maíz concentró
62% de la superficie sembrada en 2008 (SIAP, 2010), que dos rasgos fundamentales de
su producción son el que 92% de la superficie sembrada es de temporal (SIAP, 2010), que
el uso de poblaciones locales (también llamadas variedades criollas o nativas) alcanza
90% (INEGI, 2006), que existen evidencias de variabilidad fenotípica considerable, y
en atención a los términos de referencia de la Convocatoria 2007-01 del Fondo Mixto
CONACYT-Gobierno del Estado de Puebla fue que se preparó el presente proyecto.
Demanda específica atendida por el proyecto
El proyecto atiende la demanda 3.1 Caracterización y Mejoramiento Genético de Razas
Locales de Maíz (Modalidad A1), ubicada en el Área 3. Desarrollo Urbano y Rural, de
la Convocatoria 2007-01 del Fondo Mixto CONACYT-Gobierno del Estado de Puebla. En
dicha convocatoria se indica que el objetivo general a cumplir será el de “conservar y
mejorar los recursos genéticos de variedades nativas del Estado de Puebla”.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Objetivo general
Éste se formuló en términos de: “Determinar el estado actual de la diversidad genética
de poblaciones locales de maíz en tres principales regiones productoras del estado de
Puebla y generar material base para iniciar un programa de mejoramiento genético,
tendiente a incrementar los niveles productivos y de aprovechamiento de los usos
tradicionales y potenciales, con el fin de conferir valor agregado a su cultivo”.
Descripción del desarrollo del proyecto
El proyecto está orientado al estudio de maíces locales en tres regiones importantes en el
estado en cuanto a producción y diversidad de maíz se refiere: los valles de Libres-Serdán
[regiones Libres-Huamantla-Mazapiltepec (LHM) y Serdán-Tlachichuca-Guadalupe Victoria (STGV)], la de Tehuacán (TEH) y la porción este de la Sierra Nororiental (TEZ). El
proyecto se estructuró en tres etapas cronológicas (cada una con duración de un año), a
lo largo de las cuales se desarrollarán las siete actividades que se listan a continuación:
a. Colecta de variedades locales: Para el acopio de muestras de semilla representativas
de la diversidad cultivada en cada una de las regiones de estudio. Estas muestras
serán almacenadas en un Banco de Germoplasma Institucional.
b. Caracterización morfológica y agronómica: La primera permitirá determinar los patrones de agrupamiento de las poblaciones locales de maíz cultivadas actualmente,
sus atributos morfológicos y el grado de relación que guardan con las razas reportadas para cada región. La segunda, ayudará a identificar materiales sobresalientes
con base en rendimiento de grano.
c. Selección para usos especiales: Considerando la gama de usos que pueden darse del
maíz, se conducirán evaluaciones que permitan identificar poblaciones de maíz aptas para ser empleadas como materiales de doble propósito (producción de grano y
de rastrojo) o para el aprovechamiento de totomoxtle o para la producción de elote.
d. Aumento-descripción varietal: El aumento se refiere básicamente al incremento
de semilla mediante polinización controlada en aquellos materiales que así lo
requieran o a la recombinación genética de poblaciones sobresalientes. El registro
de descriptores varietales se llevará a cabo en las poblaciones sobresalientes en
cuanto a rendimiento de grano o usos especiales, a fin de reunir los datos requeridos
para iniciar el proceso de registro de aquéllas ante el SNICS.
e. Caracterización molecular: Ésta se conducirá sobre poblaciones selectas que
representen la diversidad morfológica presente en cada región. A través del empleo
de marcadores moleculares como los microsatélites, se estará en condiciones de
79
80
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
precisar el nivel de variación genética entre y dentro de poblaciones, así como
de establecer relaciones filogenéticas entre tales materiales. Asimismo, permitirá
establecer las huellas genómicas de las poblaciones locales.
f. Caracterización bioquímica: Su propósito es el de cuantificar el nivel de variación
existente entre las poblaciones nativas de maíz en cinco atributos bioquímicos:
Vitamina E, almidón, proteína, aceite y antocianinas, lo cual permitirá también
seleccionar los materiales con los niveles más altos para las características citadas.
g. Taller y banco de germoplasma: En esta etapa se elaborará una propuesta para la
construcción de un banco de germoplasma y se preparará el contenido y material de
apoyo para cursos taller relacionados con la difusión e importancia de los recursos
fitogenéticos en el estado de Puebla.
El proyecto fue planeado para un período de tres años. Se inició en junio de 2008, y se
tiene programado concluirlo en junio de 2011; al momento se está iniciando el tercer
año de actividades. A continuación se presenta un extracto muy breve de los avances
obtenidos al momento (agosto de 2010) por actividad programada.
a. Colecta de variedades locales: Tal como se había comprometido, ésta se realizó en
las regiones de TEZ y TEH. El material de ambas regiones, al igual que el previamente
acopiado en los valles de Libres-Serdán está siendo remitido a un banco de germoplasma institucional.
b. Caracterización morfológica y agronómica: La caracterización morfológica (que permitió hacer las valoraciones de similitud con accesiones tipo de las razas reportadas
para cada región) se concluyó en todas las regiones. En el caso de la agronómica, en
los valles de Libres-Serdán se ha finalizado el segundo ciclo de evaluación, mientras
que en las regiones de TEZ y TEH aquélla se está llevando a cabo en los experimentos establecidos para tal efecto.
c. Selección para usos especiales: En los valles de Libres-Serdán se están conduciendo
experimentos ex profeso para valorar la aptitud para doble propósito y para la
extracción de totomoxtle. En las regiones de TEZ y TEH se tienen experimentos
donde se llevará a cabo un segundo ciclo de valoración de las poblaciones locales
para ambos usos. En TEH también se desarrollará el segundo ciclo de evaluación
para producción de elote.
d. Aumento-descripción varietal: A la fecha se han sembrado dos lotes de polinización
controlada, uno por año, para el incremento de las poblaciones que se van seleccionando. Por otra parte, para la región de LHM se han escogido cinco poblaciones por
su buen comportamiento agronómico en los dos ciclos de evaluación que se tienen
en el área. Al momento, se está llevando a cabo el registro de descriptores varietales
para los cinco materiales.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
e. Caracterización molecular: Con base en los resultados de las caracterizaciones
morfológicas, se escogieron materiales representativos de la diversidad encontrada
en las tres regiones; en todos ellos se ha procedido a la extracción de ADN para el
trabajo que se tiene programado con microsatélites.
f. Caracterización bioquímica: Se ha finalizado la extracción de ADN en las poblaciones
seleccionadas para la determinación de Vitamina E. En lo que respecta al análisis de
contenidos de almidón, proteína y aceite, éste se ha completado para un conjunto
de 176 accesiones de los valles de Libres-Serdán. En relación con la determinación
de antocianinas, se han escogido los materiales candidatos para tal análisis en las
tres regiones.
g. Taller y banco de germoplasma: Esta actividad se desarrollará en el transcurso de
éste que es el último año de operación del proyecto.
Es conveniente señalar que en los trabajos en campo (colecta, establecimiento de experimentos y lotes de aumento) se ha contado con la invaluable ayuda de los diferentes
comisariados ejidales contactados, así como de los agricultores (pues todos los experimentos se han sembrado en sus parcelas). En el caso de los trabajos en laboratorio,
se ha tenido el apoyo en cuanto a servicios e instalaciones del Centro Internacional de
Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), específicamente del Laboratorio de Maíz del Campo
Experimental Valle de México “El Horno”, y del Instituto de Recursos Genéticos y Productividad del Colegio de Postgraduados.
Productos entregados
En el Cuadro 1 se presenta una síntesis de los productos más relevantes que se
comprometieron en el marco del proyecto y que han sido obtenidos durante las
dos primeras etapas de operación del mismo. Como se observa, se tienen avances
sustanciales en prácticamente todas las actividades programadas, excepto en la última, la
cual comenzará a instrumentarse durante la última etapa del proyecto. Cabe mencionar
que al término de ésta (junio de 2011), se contará con éste y otros productos adicionales.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Con base en los avances que se tienen al momento es posible enunciar las siguientes
conclusiones:
a. En las tres regiones estudiadas persisten altos niveles de variación fenotípica;
evidencia de ello son los diferentes patrones varietales identificados en cada caso.
81
82
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
b. En todas las regiones se detectó la existencia de una variabilidad importante para
los diversos atributos agronómicos considerados (rendimiento de grano, doble
propósito, totomoxtle, elote, caracteres composicionales).
Cuadro 1. Relación de productos relevantes obtenidos por región (a agosto de 2010). Proyecto
FOMIX 76993
Producto (Número)
Indicador
REGIÓN1
GVTS
LHM
TEZ
TEH
n.a.2
n.a.
120
94
En proceso
En proceso
Julio 2008–Junio 2009
Accesiones
100/región
Accesiones en Banco de Germoplasma
Institucional
200
Cuestionarios de colecta
200
n.a.
n.a.
96
76
Base de datos de colecta
1/región
n.a.
n.a.
1
1
Experimentos
3/región
3
3
3
3
Lote de aumentos
470
1
Estudiantes de posgrado
1
Variable
1
-
-
Julio 2009–Junio 2010
Informes caracterización morfológica y
agronómica
2/región
n.a.
n.a.
2
2
Base de datos morfológicos
1/región
n.a.
n.a.
1
1
Materiales sobresalientes identificados
Variable
32
5
43
30
Catálogos digitales
1/región
1
1
1
1
Doble propósito
Variable
8
25
8
En proceso
Totomoxtle
Variable
18
19
8
10
Elote
Variable
n.a.
n.a.
Materiales seleccionados
n.a.
34
Estudio Molecular
90
45
22
44
Vitamina E
30
30
n.a.
n.a.
100
176
En proceso
En proceso
15/región
15
12
15
Análisis Composicional
Antocianinas
Lote de aumentos
1
Experimentos
3/región
Estudiantes posgrado
Variable
1 GVTS=Guadalupe
TEH=Tehuacán
2 n.a. = no aplica
1
7
6
1
2
3
2
-
Victoria-Tlachichuca-Serdán; LHM=Libres-Huamantla-Mazapiltepec; TEZ=Teziutlán;
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
c. En cada región de trabajo se detectaron poblaciones nativas sobresalientes, capaces
de superar el comportamiento de los mejores testigos y de otros materiales criollos.
d. Los elementos previos indican que hay muy buenas perspectivas para un programa
de fitomejoramiento a partir de poblaciones locales en las regiones de estudio.
e. Los procesos de selección que ininterrumpidamente han estado conduciendo los
agricultores han resultado en una divergencia fenotípica considerable, entre las
poblaciones nativas colectadas y las accesiones tipo de las diversas razas reportadas
para las regiones de estudio.
Los beneficios que se derivarán del proyecto al término del mismo son:
a. La posibilidad de ofrecer a los agricultores de las áreas de estudio opciones
productivas, no sólo en términos de rendimiento agronómico, sino también de
atributos que permitan conferirle un valor agregado a la producción. Ello permitirá
fortalecer el papel estratégico que tiene el maíz al interior de las unidades familiares
de producción.
b. El aporte de un elemento clave (poblaciones nativas de maíz sobresalientes) para
la implementación de un programa de desarrollo local, basado precisamente en el
aprovechamiento de los recursos propios de cada región.
c. La generación de información respecto a los niveles de diversidad fenotípica y
genética presente en poblaciones nativas de maíz, así como del potencial existente
entre este tipo de materiales, sustentando así la factibilidad de conducir programas
de conservación y fitomejoramiento in situ.
d. La formación de al menos tres profesionales a nivel de posgrado.
e. La concreción de elementos que contribuyan a la revaloración del maíz y su
diversidad genética entre la sociedad.
Literatura citada
INEGI (2006). Anuario estadístico del Estado de Puebla. Edición 2002. Tomos I y II. Instituto
Nacional de Estadística Geografía e Informática-Gobierno del Estado de Puebla. INEGI.
México.
Molina M., J. C y Córdova T., L. (Eds.). Recursos Fitogenéticos de México para la Alimentación
y la Agricultura: Informe Nacional 2005. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo
Rural, Pesca y Alimentación y Sociedad Mexicana de Fitogenética, AC. 192 pp.
Muñoz O., A. (Dir.) (2005). Centli-Maíz. Prehistoria e Historia, Diversidad, Potencial, Origen
Genético y Geográfico, Glosario Centli-Maíz. Segunda Edición. Colegio de Postgraduados.
Montecillo, Texcoco, Estado de México. 210 pp.
83
84
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Ortega P., R. (2003). “La diversidad del maíz en México”. En: G. Esteva y C. Marielle
(Coords.). Sin maíz no hay país. Museo Nacional de Culturas Populares. México, DF. pp.
123-154
Serratos H., J. A. (2009). El origen y la diversidad del maíz en el continente americano.
Greenpeace México. México DF. 34 pp.
SIAP (2010). Cierre de la producción agrícola por estado. http://www.siap.sagarpa.gob.
mx/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=351 (Consultado el 4 de
septiembre de 2010).
Vavilov, N. I. (1931). “México y Centroamérica como centro básico de origen de las plantas
cultivadas del Nuevo Mundo”. Boletín de Botánica Aplicada, Genética y Fitomejoramiento
26(3). Traducción de E. Gribovskaia y R. Ortega P., publicada en 1994 en Revista de
Geografía Agrícola 20: 16:34
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
85
PRODUCCIÓN ORGÁNICA INTENSIVA DE SHIITAKE JAPONÉS (LENTINULA EDODES) Y SHII-TAKE
MEXICANO (L. BORYANA) EN PUEBLA: DESARROLLO
DE UN PROCESO BIOTECNOLÓGICO COMERCIAL Y EL
ANÁLISIS DE SU COMPETITIVIDAD EN 1EL MERCADO
NACIONAL DE HONGOS COMESTIBLES
D. Martínez-Carrera, M. Sobal, P. Morales, M. Bonilla y W. Martínez;2 B. Pérez Armendáriz;3
Y. Mayett;4 F. R. Jiménez;5 P. Ramírez-Carrasco e I. Tello,6 y E. Montiel7
1 Proyecto
FOMIX: PUE-2007-01-76524
Monto aprobado y total: $650,000.00
2 Todos
ellos del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas (COLPOS), Campus Puebla, Biotecnología de Hongos
Comestibles, Funcionales y Medicinales.
3 También
del COLPOS y de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP), Programa de Postgrado en
Dirección de Organizaciones y Agronegocios, bajo una posición postdoctoral financiada por el CONACYT (71445), y
supervisada por D. Martínez-Carrera. Actualmente, en programa de retención CONACYT-UPAEP.
4 De
la UPAEP.
5 De
la University of Texas at El Paso, College of Business, Texas TX 79968, EUA.
6 Becarios
de nivel doctoral del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).
7 Universidad
Autónoma del Estado de Morelos (UAEM), Laboratorio de Micología, Centro de Investigaciones Biológicas (CIB).
86
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Introducción
A nivel global, el sistema de producción-consumo de los hongos comestibles representa
una actividad primaria de gran relevancia social, económica y ecológica (Chang y Miles,
2004). Ya se producen comercialmente más de 15 especies de hongos comestibles, a
través de procesos biotecnológicos altamente eficientes en la utilización de agua y su
conversión a proteína (1 litro de agua por gramo de proteína). Sin embargo, en México,
sólo se cultivan dos especies a gran escala y de manera consistente (champiñones: Agaricus; setas: Pleurotus), a pesar del enorme potencial que tiene el país para la producción
competitiva de otras especies en función de su biodiversidad, su clima, la abundancia
de subproductos agrícolas y forestales que pueden utilizarse como substrato de cultivo,
sus importantes ventajas comparativas, y las oportunidades que ofrece la economía
globa­lizada (Martínez-Carrera et al., 2007). El hongo comestible denominado shii-take
japonés [Lentinula edodes (Berk.) Pegler] en los mercados internacionales es conside­
rado un excelente alimento funcional, con diversas propiedades nutricionales y medicinales demos­tradas científicamente (anticancerígenas, antibióticas, que reducen el nivel
de colesterol y la hipertensión, antitrombóticas, antidiabéticas) [Martínez-Carrera et al.,
2004]. Esta especie sólo se ha producido experimentalmente o esporádicamente en el
país, porque se carece de un paquete tecnológico adecuado para su producción consistente y a gran escala. Por otro lado, principalmente, en los bosques mesófilos de montaña de México crece silvestre L. boryana (Berk. & Mont.) Pegler, una especie filogenéticamente muy re­lacionada, la cual es consumida por la comunidades locales y puede
considerarse como el shii-take mexicano, aunque no existen registros de su cultivo a
gran escala ni información sobre sus propiedades funcionales. L. boryana también se ha
re­gistrado crecien­do silvestre en regiones tropicales y subtropicales del sureste de EUA,
Costa Rica, Venezuela, Brasil y el Caribe (Guzmán et al., 1997; Nicholson et al., 1997;
Thon y Royse, 1999; Mata et al., 2001b).
Actualmente, existe fuerte demanda social en México de hongos comestibles diferentes
al champiñón (Agaricus) y las setas (Pleurotus), mientras que el mercado internacional
del shii-take japonés (L. edodes) está creciendo a tasas superiores a 25% anual (Chang,
1999; Royse et al., 2002). A nivel mundial, el segundo hongo comestible comercialmente
cultivado más importante es el shii-take japonés, ya que se produjeron 1’534,600 toneladas de producto fresco en 1997. La mayor parte (>98.5%) de esa producción comercial
se genera en el Sureste de Asia, principalmente en China (87.1%), Japón (8.6%), Taiwán
(1.7%) y Corea del Sur (1.1%) [Chang, 2002]. En Latinoamérica, se iniciaron diversos esfuerzos empíricos para cultivar el shii-take japonés, desde principios de los 80, en Colombia, Guatemala y México (Martínez-Carrera, 2000, 2002). A partir de los 90, también se
desarrollaron experiencias en otros países, tales como Argentina, Brasil, Colombia, Guatemala y Perú. Los mayores niveles de producción comercial y consumo se han logrado
en Brasil, ya que cuenta con una amplia población inmigrante procedente del sureste de
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Asia. Estudios recientes del grupo de investigación (Martínez-Carrera 2000, 2002; Mayett
et al., 2006) indicaron que el producto importado, fresco y procesado de L. edodes ya
tiene demanda considerable en los canales de comercialización nacionales y cuenta con
alto potencial para su exportación a Norteamérica, Centroamérica y Sudamérica. Aunque
el shii-take japonés es el hongo comestible que proporcionalmente tiene todavía menor
consumo en el país, su precio promedio al consumidor es el más alto en el mercado (USD
$ 8.79-10.34 dólares/kg). Esto debido a su reciente incorporación en el mercado nacional,
principalmente vía importaciones, y a la escasa oferta en comparación con los champiñones (Agaricus, $ 1.80-5.01 dólares/kg) y las setas (Pleurotus, $ 2.07-6.68 dólares/kg). El
0.2% de los consumidores urbanos de hongos comestibles en la región central, la mayo­
ría del nivel social medio y alto, consumen shii-take japonés. Esto equivale a un mercado
potencial de USD $ 351,320.27 dólares anuales a nivel país. Debe mencionarse que la
demanda no está restringida únicamente al producto fresco, sino que los consumidores
también demandan productos más elaborados, tales como platillos gourmet, platillos
tradicionales cocinados, productos precocidos, suplementos, extractos y concentrados
que contengan propiedades nutricionales y medicinales. En el contexto internacional,
se estima que el mercado actual de los alimentos orgánicos, incluyendo suplementos
alimenticios y medicinales, supera ya los 100 mil millones de dólares, principalmente en
EUA, Canadá, Europa y Japón.
Hasta 2007, no se habían desarrollado en el país las investigaciones básicas, aplicadas y
socioeconómicas que establecieran la plataforma científica, tecnológica y de mercado
para la producción comercial del “hongo de encino” o shii-take mexicano (L. boryana), a
pesar de su amplio potencial de cultivo y de que puede representar una fuente potencial
de novedosas propiedades funcionales. Esta especie forma parte de la amplia diversidad
biológica de nuestro país y es consumida por las comunidades rurales. A continuación
se describen los principales resultados de las investigaciones realizadas por los autores
sobre L. boryana, durante 2008-2010, con el apoyo del proyecto FOMIX-76524 (CONACYTGobierno del Estado de Puebla).
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Esta investigación respondió a la demanda estatal “Área 1: Cadenas Alimentarias y Agro­
pecuarias”, dentro de la Convocatoria 2007 del “Fondo Mixto de Fomento a la Investi­
gación Científica y Tecnológica CONACYT-Gobierno del Estado de Puebla”. Con base en
el análisis integral realizado para esta demanda, se concluyó que la Cadena Alimentaria
Emergente de “Hongos Comestibles” requería de atención prioritaria, ya que se seleccionó considerando siete criterios principales aplicados a todas las cadenas del Estado,
a saber: 1) Mercado, 2) Potencial competitivo, 3) Importancia social, 4) Importancia
económica, 5) Nivel de organización de los productores, 6) Grupos formados de investi­
gación y desarrollo, y 7) Tecnología generada e infraestructura disponible. De esta mane-
87
88
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ra, se determinó la siguiente demanda específica: “8. Hongos Comestibles: Información,
Innovación Tecnológica, Nuevos Negocios y Estrategias para impulsar la Competitividad
de la Cadena de Valor”. La demanda consideró relevante impulsar el desarrollo y competitividad de esta cadena de valor emergente, tomando en cuenta que la mayor parte
de la producción y procesamiento de hongos comestibles cultivados comercialmente en
el país se lleva a cabo en los estados de México, Guanajuato, Jalisco, Puebla y Veracruz.
La región donde se encuentra la ciudad de Puebla constituye un polo de desarrollo de
ubicación estratégica y rápido crecimiento, con condiciones ambientales favorables para
el cultivo de hongos comestibles y excelente infraestructura para el desarrollo empresarial en materia de recursos humanos, comunicaciones, mercado y turismo.
Objetivo general
La investigación considera una duración de 36 meses (2008-2010) y tiene como objetivo
principal desarrollar la base de conocimiento y el proceso biotecnológico escalable a
nivel comercial para impulsar el cultivo competitivo de recursos genéticos nativos del
hongo comestible Lentinula boryana (“hongo de encino”, shii-take mexicano) en Puebla,
tomando como referencia al shii-take japonés (L. edodes). Asimismo, tratar de diversificar, incrementar e innovar la producción de hongos comestibles en México, enfatizando
la producción orgánica intensiva y aprovechando el creciente nicho de mercado que ya
existe para el shii-take, tanto en los canales de comercialización nacionales como en
los mercados internacionales. En este sentido, se tuvo como meta analizar las propiedades funcionales de L. boryana, con el fin de desarrollar nuevos productos de alto valor
agregado que permitan diversificar las alternativas de comercialización aparte del producto fresco.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
a. Diversidad de los recursos genéticos de Lentinula boryana (“hongo de
encino”, shii-take mexicano)
En México, dada su megadiversidad biológica, existen abundantes recursos genéticos
de hongos comestibles y medicinales, razón por la cual se debe fortalecer estratégicamente su conservación, estudio y utilización. Lentinula boryana (Berk. & Mont.) Pegler
es un hongo comestible con gran potencial de cultivo comercial, el cual crece silvestre
principalmente en el bosque mesófilo de montaña, también conocido como “bosque de
niebla” y que se encuentra en peligro de desaparecer en México por su limitada distribución natural y nivel de deterioro. Diversas comunidades indígenas y campesinas del país
aprecian y consumen L. boryana, especie que conocen con el nombre común de “hongo
de encino”, ya que se desarrolla ampliamente sobre este sustrato (Quercus). Asimismo,
se ha registrado su comercialización y venta en mercados populares (Villarreal y Pérez-
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Moreno, 1989). A pesar de la importancia social y ecológica de L. boryana en México y
América en general, existen pocos estudios sobre su fisiología, cultivo y propiedades
funcionales (Mata et al., 2001a; Peres de Carvalho et al., 2007; De Faria et al., 2007; De
Faria, 2008).
Las investigaciones de campo permitieron recuperar recursos genéticos nativos de L. boryana recolectados en el bosque mesófilo de montaña de los estados Veracruz y Morelos
(Figura 1). Asimismo, se logró integrar una muestra representativa de cepas comerciales
del shii-take japonés (L. edodes) introducidas a México por diversos productores comerciales (Diagrama 1). Todas las cepas se encuentran actualmente depositadas en el Centro
de Recursos Genéticos de Hongos Comestibles, Funcionales y Medicinales (CREGENHC)
del campus Puebla, Colegio de Postgraduados.
En el Diagrama 1 se muestran los cuerpos fructíferos silvestres de L. boryana y la identificación a nivel molecular de las cepas estudiadas, con base en el análisis de secuencias
de la región ITS (internal transcribed spacer) del ADN ribosomal (ADNr). La reconstrucción filogenética por el método de máxima parsimonia (Swofford, 2000) reveló la pre­
Figura 1. L. boryana en los bosques mesófilos de montaña de México (Shii-take mexicano)
89
90
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
sencia de cinco linajes principales, empleando algunas secuencias de base de datos de
L. boryana y Marasmius como referencia y grupo externo, respectivamente (GenBank,
www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/; Esto permitió identificar que los recursos genéticos
obtenidos en esta investigación constituyen un nuevo grupo filogenético, monofilético,
de amplia diversidad representado por ocho poblaciones naturales de los estados de
Diagrama 1. Recursos genéticos nativos de L. boryana recolectados en Morelos y Veracruz,
y cepas comerciales del shii-take japonés (L. edodes) introducidas a México
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Veracruz y Morelos. Este grupo es independiente de los grupos VI-VII de L. boryana procedentes de Costa Rica, Brasil, México y EUA, así como de los grupos I-II de L. edodes, los
cua­les fueron considerados por Hibbett (2001) como del Nuevo Mundo y Viejo Mundo,
respectivamente (Diagrama. 1). Por su parte, las cepas que se han importado a México
con propósitos comerciales corresponden a genotipos procedentes de China y Japón. Su
posible impacto sobre las poblaciones naturales de L. boryana, en caso de que las cepas
escaparan del cultivo comercial, requiere de mayores investigaciones.
b. Proceso biotecnológico para la producción intensiva del hongo comestible
Lentinula boryana (“hongo de encino”, shii-take mexicano) y sus productos
Se desarrolló un proceso biotecnológico eficiente para la producción orgánica intensiva
de L. boryana (Figura 2). Una vez seleccionada la cepa nativa a cultivar, el método consiste
en preparar un sustrato de crecimiento con base en subproductos agrícolas y forestales
Figura 2. Proceso biotecnológico para la producción intensiva del hongo
comestible Lentinula boryana (“hongo de encino”, shii-take mexicano)
Preparación del substrato orgánico de cultivo
(aserrín de encino y Bursera, olote de maíz, bagazo de caña de azucar, salvado de trigo, cal, yeso, agua)
Introducción en bolsas de polipropileno con filtro microbiológico
Esterilización en autoclave
(121°C; 1.5h)
Incubación en cuartos de crecimiento
(25°-30°C; 80-120 días)
Fructificación
(22°-28°C; 30 días)
Cosecha de hongos frescos de Lentinula boryana y su procesamiento
Elaboración de nuevos productos funcionales con valor agregado
91
92
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 3. Cuerpos maduros del shii-take mexicano listo para cosecharse y comercializarse
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
regionales suplementados, que permiten la producción intensiva del shii-take mexicano.
Los componentes principales de la formulación desarrollada por la presente investi­gación
son el aserrín de encino (Quercus acutifolia Neé), el aserrín de Bursera [B. simaruba (L.)
Sarg.], el olote de maíz (Zea mays L.), el bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), el salvado de trigo, cal [Ca(OH)2], yeso [CaSO4] y agua. La combinación óptima
de los componentes implica bajos costos de producción. El contenido de humedad del
sustrato tiene un rango de 55-65%. El sustrato se introduce en bolsas de polipropileno y
se esteri­liza a 121°C por 1.5 horas. Las bolsas con aserrín estéril (ca. 3 kg peso húmedo) se
inoculan con la “semilla” de shii-take mexicano, preparada en condiciones asépticas con
granos de diversas gramíneas. Las bolsas inoculadas se trasladan a cuartos de incubación
(25°-30°C) para favorecer el desarrollo del micelio. Después de 80-120 días, el sustrato
colonizado se ha pigmentado irregularmente y se somete a condiciones de fructificación
con mayor humedad (70-90%) y ventilación. Los cuerpos fructíferos maduros del shii-take
mexicano están listos para cosecharse y comercializarse en forma fresca o procesada,
6-15 días después dependiendo de las condiciones ambientales (Figuras 3 y 4). La fructificación puede inducirse en 2-3 ocasiones por unidad de producción. En comparación
Figura 4. El shii-take mexicano puede comercializarse en forma fresca o procesada
93
94
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
con el proceso convencional de producción del shii-take japonés (L. edodes), las ventajas
de este método son: 1) Período relativamente corto de fructificación; 2) No se requie­
re inducción térmica por inmersión en agua fría; 3) Baja incidencia del “moho verde”
(competidor y parásito; Trichoderma); 4) No se requieren bajas temperaturas (13°-22°C)
durante la fructificación; y 5) Buenos rendimientos por unidad de área en esta etapa,
equivalentes a 54.4 kg de shii-take mexicano por tonelada de sustrato húmedo.
El escalamiento del proceso biotecnológico desarrollado requiere de un costo inicial de
inversión en infraestructura, ya que se utiliza un sistema de esterilización a gran escala
y área estéril para la inoculación del sustrato suplementado. Asimismo, se requiere de
la correcta programación de los cuartos de incubación y fructificación, con base en ciclo
y nivel de producción del shii-take mexicano. Aunque el sustrato utilizado tiene características netamente orgánicas, debe señalarse que la producción comercial de shii-take
mexicano, con base en el proceso biotecnológico descrito, requiere de la certificación
externa correspondiente para reclamar dicha propiedad.
c. Nuevos productos funcionales a base de Lentinula boryana (“hongo de
encino”, shii-take mexicano) para la industria nacional
Bebida funcional sabor jamaica y manzana. Las bebidas desarrolladas se preparan con
extracto acuoso L. boryana, tanto sabor jamaica (flor de jamaica seca, Hibiscus sabdariffa
L.), como sabor manzana [fresca, ±5.5oBrix en promedio; Malus domestica Borkh.), y agua
purificada, entre otros ingredientes. La bebida funcional pasteurizada se envasa al vacío
en botellas de polietileno (Figura 5) de varios tamaños (PET 250 ml, 500 ml, 1 L, 1 galón),
quedando lista para consumirse en cualquier momento. También puede embotellarse
en vidrio o envase tetrapak para aplicaciones industriales de gran escala y mayor vida de
anaquel. Las características principales de las bebidas se muestran en la tabla 3, las cuales
cubren las normas oficiales mexicanas para este tipo de productos (NMX-F233-1982,
NOM-086-SSA1-1994, 092-SSA1-1994). La bebida funcional pasteurizada, sabor jamaica
o manzana, contiene propiedades antioxidantes cuantificadas en 1,500-5,000 μg/L de
ácido gálico. También se estudió el nivel de aceptación social de la bebida funcional
desarrollada (sabor jamaica o manzana), sus competidores y su posicionamiento en
niños, jóvenes, y público en general, siguiendo las metodologías establecidas por los
autores (Martínez-Carrera et al., 2005, 2007; Mayett et al., 2006). Los resultados demos­
traron que la bebida funcional tiene un alto nivel de aceptación en la población urbana
estudiada (n= 383) de la región central de México. Los resultados específicos de la
investigación se describieron en el registro de patente respectivo (Pérez Armendáriz et
al., 2009), el cual permitió concluir que el potencial de producción industrial de la bebida
funcional es elevado.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 5. Productos funcionales a base de Lentinula boryana (shii-take mexicano)
Propiedades funcionales para agregarse al tequila, otros mezcales y destilados de Agave convencionales. Hace aproximadamente dos siglos, en la región de Tequila, estado
de Jalisco, México, se desarrolló un destilado de Agave que con el tiempo ha adquirido
amplia aceptación y reconocimiento mundial. Actualmente, el tequila es una denominación de origen controlado, reconocido internacionalmente desde 1974 (NOM-006-SCFI-2005, www.economia.gob.mx/normas). Las investigaciones realizadas por el presente
proyecto demostraron la posibilidad de incorporar propiedades funcionales específicas
al tequila convencional para desarrollar el denominado tequila funcional (Martínez-Ca­
rrera et al., 2009). Este tequila funcional tiene propiedades antioxidantes y antimicrobianas derivadas de L. boryana, así como de otros hongos comestibles, y cuenta con
aceptación social y amplio potencial para ser producido industrialmente conforme a las
normas establecidas. Las propiedades funcionales también son aplicables a otros mezcales y destilados de Agave convencionales. El tequila funcional se prepara agregando
extracto alcohólico de L. boryana u otros hongos comestibles, dentro de un recipiente
de vidrio o madera, para posteriormente envasar en botella de vidrio. Este tequila funcional cubre la norma oficial mexicana para este tipo de producto (NOM-006-SCFI-2005)
95
96
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
y contiene propiedades antioxidantes cuantificadas en 505 μg/L de ácido gálico. Otras
especies de hongos comestibles y medicinales proporcionan incluso valores más altos
de propiedades antioxidantes, tales como Ganoderma y Pleurotus. Sin embargo, lo más
relevante es que dicha propiedad se mantiene estable después de un año.
La actividad antimicrobiana del tequila funcional se realizó de acuerdo con la meto­
dología estándar descrita por el National Committee for Clinical Laboratory Standards,
EUA (NCCLS, 1994). Se utilizó como modelo la cepa bacteriana CPB-1 de Escherichia coli
(Migula) Castellani and Chalmers, donada originalmente por la M.C. Margarita Arenas
Hernández (Laboratorio de Biología Molecular de Enteropatógenos, Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla). Los
resultados de la prueba antibacteriana demostraron que el tequila funcional desarro­
llado (100% de Agave, reposado) inhibe el crecimiento de Escherichia coli, en las primeras
concentraciones estudiadas. Su efecto disminuye a medida que se diluye la presencia del
tequila funcional en los experimentos realizados con caldo estéril Mueller-Hinton. Por su
parte, el tequila control convencional no inhibió el desarrollo bacteriano bajo las mismas condiciones de estudio. Sin embargo hubo inhibición significativa del crecimiento
bacteriano (65.8%) al agregar el tequila funcional, con respecto al control positivo sin tequila. Se concluyó que el tequila funcional también tiene propiedades antimicrobianas,
concretamente bacteriostáticas (a concentraciones de 0.1-100 μl del producto) para la
cepa enteropatógena de E. coli.
Figura 6. Prueba de evaluación sensorial
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La aceptabilidad social del tequila funcional se estudió realizando una prueba de evalua­
ción sensorial, considerando dos presentaciones: tequila “derecho” (solo) y tequila preparado como “cocktail Margarita” (Figura 6). Se siguieron las metodologías establecidas
por los autores (Martínez-Carrera et al., 2005, 2007; Mayett et al., 2006). Las investigaciones realizadas permiten concluir que el potencial de producción industrial del tequila
funcional es elevado, aunque todavía es necesario desarrollar diversos estudios básicos
adicionales sobre el nuevo producto y sus propiedades. Se demostró que el nuevo tequila funcional, aunque difiere del tequila convencional en color, olor, sabor y propiedades
funcionales, tiene aceptación social equivalente (Figura 7) y gran potencial de aplicación
industrial. Las nuevas propiedades funcionales agregadas al tequila convencional abren
una línea de investigación para analizar, caracterizar y establecer cualidades novedosas
que brinden mayor aceptación social y valor agregado a este producto nacional.
Productos entregados
a. Un libro internacional: Martínez-Carrera, D., N. Curvetto, M. Sobal, P. Morales y V. M.
Mora (Eds.). 2010. Hacia un desarrollo sostenible del sistema de producción-consumo
de los hongos comestibles y medicinales en Latinoamérica: Avances y perspectivas en
el siglo XXI. Red Latinoamericana de Hongos Comestibles y Medicinales-COLPO­S-UNSCONACYT-AMC-UAEM-UPAEP-IMINAP, Puebla. 648 pp. 221 Figuras y 92 Tablas. ISBN
970-9752-01-4.
Figura 7. Aceptación social del tequila funcional
97
98
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
b. Siete capítulos de libro.
c. Un artículo en revista con arbitraje internacional.
d. Dos registros de patente en el IMPI:
• Martínez-Carrera, D., B. Pérez Armendáriz, Y. Mayett, M. Sobal, P. Morales,
P. Ramírez y I. Tello. 2009. “Propiedades funcionales agregadas al Tequila,
otros mezcales y destilados de Agave convencionales, derivadas del extracto
de un hongo comestible de uso tradicional en México (Lentinula boryana)”.
Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, registro de patente IMPIMX/E/2009/047387, julio 27.
• Pérez Armendáriz, B., Y. Mayett, M. Sobal, P. Morales y D. Martínez-Carrera.
2009. “Nueva bebida funcional con propiedades antioxidantes elaborada con
extracto acuoso de Lentinula boryana”. Instituto Mexicano de la Propiedad
Industrial, registro de patente IMPI-MX/E/2009/029032, mayo 19.
e. Un graduado de nivel doctorado en ciencias y dos de nivel maestría en ciencias.
f. Un posdoctorado apoyado por el CONACYT.
g. Una estancia sabática apoyada por el CONACYT.
h. Una estancia de investigación de estudiante doctoral becario del CONACYT en el
extranjero (Alemania, Georg-August-University Gottingen).
i. Un informe técnico detallado sobre el proceso biotecnológico controlado para la producción intensiva del “hongo de encino” o shii-take mexicano a pequeña y gran escala.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
a. Se determinó la gran diversidad de los recursos genéticos nativos de Lentinula bo­
ryana (Berk. & Mont.) Pegler, el “hongo de encino” o shii-take mexicano, y se propone fortalecer estratégicamente su conservación, estudio y utilización por su limi­
tada distribución natural en los “bosques de niebla” de México.
b. Existe un gran potencial para el cultivo comercial de L. boryana, en virtud de que es
consumido por diversas comunidades indígenas y campesinas del país y de que tiene
propiedades antioxidantes y antimicrobianas específicas. Esto representaría una importante diversificación para la industria nacional, particularmente para los productores y consumidores de hongos comestibles del estado de Puebla. Asimismo, representaría una novedosa alternativa para los mercados internacionales.
c. Se desarrolló un proceso biotecnológico eficiente para la producción orgánica intensiva de L. boryana que puede ser escalado, siendo técnicamente factible y económicamente rentable.
d. Se demostró el gran potencial de los recursos genéticos nativos para desarrollar
bebidas y alimentos funcionales de alto valor agregado en México, en respuesta a la
creciente demanda de los consumidores por nuevos productos y presentaciones de
los hongos comestibles y medicinales.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Literatura citada
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the 21st century: nongreen revolution”. International Journal of Medicinal Mushrooms 1:1-7.
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De Faria, R. O., V. R. Moure, W. Balmant, M. A. Lopes de Almeida Amazonas, N. Krieger y D.
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100
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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Tello (2009). “Propiedades funcionales agregadas al Tequila, otros mezcales y destilados
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Martínez-Carrera, D., M. Sobal, P. Morales, W. Martínez, M. Martínez y Y. Mayett (2004).
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Pérez Armendáriz, B., Y. Mayett, M. Sobal, P. Morales y D. Martínez-Carrera (2009).
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de Lentinula boryana”. Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, registro de patente
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International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products, Cuernavaca,
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Villarreal, L. y J. Pérez-Moreno (1989). “Los hongos comestibles silvestres de México, un
enfoque integral”. Micología Neotropical Aplicada 2: 77-114.
101
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
OBTENCIÓN DE PRODUCTOS DE VALOR AGREGADO 1
DEL BAGAZO DEL CAFÉ POR EL MÉTODO CATALÍTICO
Ma. Griselda Corro Hernández2
Introducción
Este proyecto tiene como fin combinar las riquezas de la tierra que tenemos, para lograr
que nuestra población alcance un mejor nivel de vida. Esta meta se alcanzará fusionando
los esfuerzos de quienes laboran la tierra y los esfuerzos de quienes buscan los caminos
para encontrar las soluciones a través de la inteligencia y de los conocimientos.
Una de las riquezas más importantes que tiene nuestro país es el cultivo del café. La
Organización Internacional de Café estima que en el ciclo 2010-2011 México cosechará
4.6 millones de costales de este producto (1 costal contiene 60 kilogramos). Sin embargo,
la caída del precio internacional del café (Figura 1) ha profundizado la pobreza de las
familias cafetaleras de nuestro país.
Contradictoriamente el precio que pagamos los consumidores de café ha mantenido
una tendencia ascendente, generando mayores niveles de rentabilidad a la industria de
transformación del café. Por lo tanto, es importante encontrar soluciones a los pequeños
1 Proyecto
FOMIX: PUE-2007-01-76981
Monto aprobado y total: $900,000.00
2 De
la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.
103
104
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 1. Evolución del precio internacional del café, en el mercado de
productos básicos de Nueva York [1]
y medianos productores de café, quienes no reciben realmente el beneficio del valor
comercial del café industrializado. Algunas soluciones al problema se pueden encontrar
desarrollando tecnologías rentables que permitan el aprovechamiento con valor
agregado a pequeña y gran escala de los subproductos del café (bagazo, pergamino,
aguas residuales, bayas de café de desecho) que se producen a gran escala y que sólo
generan problemas ambientales. Una tecnología que permitiría el aprovechamiento de
los subproductos del café es la producción de biocombustibles a partir de los desechos
vegetales producidos durante el beneficiado del café.
Por otro lado, debido a los recientes aumentos del precio del petróleo [3], la seguridad
en el suministro se ha convertido en el tema más importante de solucionar en materia
de energía. Una de las razones de este aumento de precios es el hecho de que los
suministros de todos los combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) están siendo cada
vez más escasos y su producción más costosa [2-10]. En la Figura 2 se puede observar el
aumento del barril de petróleo en los últimos años y en la Figura 3 se ve claramente que
la producción mundial de petróleo disminuye en los últimos años.
Ante el problema del agotamiento de los combustibles fósiles y de la contaminación
producida por la quema de los mismos, ante la necesidad de generar tecnologías
rentables que permitan el aprovechamiento de los subproductos del café, se propuso
este proyecto que permitirá generar biocombustibles a partir de los deshechos vegetales
producidos a gran escala.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Este proyecto permite la disminución del consumo de combustibles fósiles y la creación
de fuentes de trabajo. A su vez, el proyecto permite la construcción de innovaciones
tecnológicas en los campos de las ingenierías, la fisicoquímica, la biología y formación de
recursos humanos en esos campos.
Figura 2. Precio del barril de petróleo en dólares en función del año [3]
Figura 3. Producción de barriles de petróleo a través de los años [4]
105
106
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Medio ambiente y recursos naturales
Café: Innovación tecnológica, nuevos negocios y estrategias para impulsar la competitividad de la cadena de valor.
Objetivo general
Desarrollar una tecnología para la producción de biocombustibles a partir del bagazo
del café y extrapolarla a otros materiales de desechos agrícolas. Esto permitirá el
aprovechamiento con valor agregado de los subproductos del café (y otros cultivos) que
actualmente generan únicamente problemas.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
1. Recolección del bagazo del café y de las bayas desechadas en el lugar de
origen.
Se recolectaron el bagazo y las bayas de desecho del café en Huitzilan de Serdán en
el estado de Puebla.
2. Instalación de los equipos solicitados para la realización del proyecto.
2.1. Instalación del sistema de análisis. El cromatógrafo solicitado fue instalado y
puesto en funcionamiento con las columnas adecuadas para el análisis de la
mezcla gaseosa producida por las diferentes etapas de la fermentación del
bagazo del café (Figura 4).
Figura 4. Cromatógrafo de gases para el
análisis de biogás
Figura 5. Cromatógrafo de gases para
determinar la calidad del diesel y biodiesel
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
2.2. Instalación del sistema cromatográfico para el análisis de los aceites vegetales
y el biodiesel obtenido del aceite de las bayas del café. En esta etapa se determinaron las condiciones de análisis cromatográfico que permiten relacionar las
características fisicoquímicas del biodiesel y el diesel fósil (Figura 5).
2.3. Capacitación de los alumnos y técnicos al manejo de los nuevos equipos.
3. Preparación de los catalizadores para la transesterificación del aceite vegetal.
Los catalizadores estudiados en este proyecto son: sales de metales básicos sulfatados o no, en distintas proporciones metálicas (Figura 6). Los catalizadores son preparados por el método de la impregnación (interacción electrostática) del soporte
con sales precursoras de metales (Figura 7). Las diferentes muestras son condicionadas por medio de la calcinación. Las muestras son sulfatadas y condicionadas antes
de volver a ser caracterizadas por sus propiedades físicas y químicas.
4. Caracterización de los catalizadores.
•
•
•
•
•
•
Determinación de las propiedades de adsorción de los catalizadores.
Caracterización de los catalizadores por espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X.
Determinación de la composición elemental de los catalizadores.
Estudio por espectroscopia FTIR de especies formadas durante las pruebas de
caracterización de los catalizadores por sus actividades en las reacciones de elimi­
nación de contaminantes.
Estudio de la morfología de los catalizadores por microscopia electrónica de
transmisión.
Estudio de la presencia de compuestos formados durante las reacciones
químicas prueba por la espectroscopia UV-Visible.
Figura 6. Materiales para la preparación de
los catalizadores
Figura 7. Soportes para la preparación de
los catalizadores
107
108
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
5. Obtención de Biogás. Esta parte del proyecto comprende dos etapas, las
cuales se desarrollan paralelamente.
Primera etapa
En esta etapa se estudia la producción del biogás en condiciones primarias, es
decir, sin cambio alguno de las condiciones naturales donde se encuentra el bagazo
del café. Este estudio permitió determinar la eficiencia de los diferentes procesos
desarrollados en el proyecto y optimizar las condiciones de producción de metano.
Segunda etapa
En esta etapa se estudió la producción del biogás en laboratorio. Para ello, se trajeron
las muestras del bagazo del café al Laboratorio de Catálisis y Energía de la BUAP.
•
•
•
Estudio de las emisiones de la digestión del bagazo del café en función de la
temperatura. Este estudio se realizó analizando (por medio de la cromatografía
de gases y la espectroscopia FTIR) cuantitativa y cualitativamente los gases ge­
nerados por la fermentación del bagazo del café en función de la temperatura.
Para que este desarrollo tecnológico sea de bajo costo, para elevar la temperatura, no se utilizó la energía eléctrica. La fuente de energía utilizada es la energía
solar: un calentador solar fabricado en el Laboratorio de Catálisis y Energía.
Estudio de las emisiones de la digestión del bagazo del café en función del pH
(acidez) y del grado de hidratación de la mezcla (cantidad de agua necesaria
para optimizar la fermentación).
Estudio de las emisiones de la digestión del bagazo del café en función de los
microorganismos determinados por el Laboratorio de Microbiología de la BUAP.
Figura 8. Biodigestor solar
Figura 9a. Reactor solar para la obtención
de biodiesel
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
6. Obtención del Biodisel.
•
•
•
•
•
•
•
Molienda de los granos desechados de café y extracción del aceite por disolución
en solventes adecuados.
Purificación del aceite obtenido.
Eliminación de los ácidos grasos del aceite del café por medio de los catalizadores
sólidos construidos en este proyecto
Separación del catalizador por filtrado y condicionamiento para los ciclos de
trabajo posteriores.
Reacción de trans-esterificación del aceite vegetal utilizando catalizadores básicos, en presencia del alcohol escogido (metanol, etanol,…)
Purificación del biodiesel obtenido (lavado, secado)
Análisis del biodiesel según los requerimientos de las normas internacionales
de calidad.
Productos entregados
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Prototipo de biodigestor para la producción de biogás a partir del bagazo del café de
alta eficiencia, utilizando la radiación solar como única fuente de energía (Figura 8).
Proceso optimizado para la producción de biogás a partir del bagazo de café
(condiciones óptimas de reacción, acidez, temperatura, reactivos).
Prototipo de reactor para la obtención de biodiesel a partir de cualquier aceite
vegetal utilizable a pequeña y gran escala (Figuras 9a y 9b). El sistema no requiere
de la utilización de electricidad para llevar a cabo el proceso. La agitación se lleva a
cabo con la energía transformada por un panel solar (Figura 10).
Proceso catalítico y serie de catalizadores optimizados para la producción de
biodiesel a partir de aceites vegetales a pequeña y mediana escala utilizando la
radiación solar como fuente de energía.
Sistema cromatográfico para la determinación de la calidad de biogás producido
para su utilización y comercialización.
Sistema cromatográfico para la determinación del biodiesel siguiendo las normas
internacionales exigidas para su utilización y comercialización.
Tesis para la obtención del grado de doctora en Ciencias (Nallely Téllez).
Tesis para la obtención del grado de maestro en Ciencias (Rodrigo Saavedra).
Tesis para la obtención del grado de ingeniero químico (Víctor Romero).
109
110
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
Publicación de 3 artículos en revistas internacionales arbitradas e indexadas:
1. Grisel Corro, Carlos Cano, J.L.G. Fierro. “A study of Pt-Pd/γ-Al2O3 catalysts for
methane oxidation resistant to deactivation by sulfur poisoning”. Journal of
Molecular Catalysis A Chem. 315(2010) 35-42. ISSN 1381-1169
2. Grisel Corro, Nallely Téllez, Édgar Ayala, Alma Martínez Ayala. “Two step bio­
diesel production using SiO2.HF solid catalyst for FFA esterification step”. FUEL
89 (2010) 2815-2821.ISSN 0016-2361
3. Grisel Corro, Edgar Ayala, Nallely Téllez, Mario M Bustillo, Ricardo Peña. “An
investigation of the catalytic abatement of emissions from the combustión of
diesel/bioethanol blends”. FUEL aceptado. ISSN 0016-2361
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Este proyecto genera la creación de valor y de fuentes de trabajo.
Beneficio tecnológico
•
•
Se determinaron las condiciones óptimas de producción de biocombustibles, la
instalación de biodigestores que permiten la generación de biogás a gran escala
utilizando la radiación solar como única fuente de energía. Esta técnica no excluye
el diseño y construcción de biodigestores pequeños aplicables en las casas para la
obtención del biogás a pequeña escala.
Cabe hacer notar la importancia que presenta la utilización de aceites vegetales
para la obtención del biodiesel. El proceso optimizado en este proyecto permite
producir biodiesel a pequeña escala reciclando los aceites vegetales comestibles
usados a nivel doméstico.
Figura 9b. Reactor solar para la obtención
de biodiesel
Figura 10. Panel solar adaptado al reactor
solar para la producción de biodiesel
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Beneficio social
•
La utilización de materia prima que actualmente se desecha, permitirá:
• La limpieza de los lugares donde se almacena. Dichos lugares, además de
ocupar un espacio, son fuentes de proliferación de bacterias e insectos nefastos
para la salud humana (moscas, mosquitos, etcétera) y de gran contaminación
atmosférica (metano, CO, amoníaco, ácidos y otros compuestos peligrosos).
Esta limpieza permitirá obtener un mejor nivel de vida social.
• La construcción de biodigestores a pequeña y mediana escalas es una fuente
de trabajo.
• La recolección de la materia de desecho es una fuente de trabajo.
• La investigación de los procesos de conversión de la materia de desecho del café
en biocombustibles genera la formación de recursos humanos en los campos de
la fisicoquímica, biología, bioquímica e ingenierías.
Beneficio económico
•
•
La producción de biocombustibles (biogás, bioetanol y biodiesel) son fuentes de
ingresos que pueden ser muy altos dependiendo de la eficiencia de la tecnología
aplicada. Los biocombustibles generan energía para el calentamiento y funcionamiento de motores y turbinas.
A pequeña escala la producción de biocombustibles se traducirá en una economía
familiar.
Referencias
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111
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
QUERÉTARO
113
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PELÍCULAS
PARA BOLSAS BIODEGRADABLES UTILIZANDO1 LA
TECNOLOGÍA DE EXTRUSIÓN TERMOPLÁSTICA
MC Tomás Galicia García y Dr. Fernando Martínez Bustos2
Introducción
El uso de fuentes naturales en el desarrollo y la obtención de plásticos biodegradables
es un tema que ha sido de interés en años recientes por parte del sector industrial y de
investigación en México, ante los graves problemas ambientales generados al finalizar
la vida útil de los plásticos elaborados a partir de resinas sintéticas. Fácil acceso, bajo
costo y alta incorporación al medio ambiente son características que presentan diversas
fuentes naturales como es el caso de cereales y tubérculos (Colla et al., 2006), cuyo
principal componente es el almidón, que es un homopolímero de D-glucopiranosa
unido por enlaces -1-4 en su parte lineal, y -1-6 en los puntos de ramificación, que
mediante la inclusión de grupos funcionales (modificaciones químicas), y el cambio de
la proporción lineal-ramificada (modificación genética) puedan proporcionar al almidón
nativo una mayor funcionalidad y aplicación (Thomas y Atwell, 1997). La incorporación
de residuos lignocelulósicos provenientes de co-productos agrícolas, representan un
fuerte potencial como refuerzo en películas biodegradables, llegando a ser comparadas
1 Proyecto
FOMIX: QRO-2005-C01-16059
Monto aprobado y total: $200,000.00
2 Ambos
pertenecen al Centro de Investigación y de Estudios
Avanzados del Instituto Politécnico Nacional Unidad Querétaro.
115
116
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
por su baja gravedad especifica con otras fibras sintéticas (Netravali, 2005), como es el
caso del bagazo de caña de azúcar, que en conjunto con el uso de plastificantes (polioles)
favorecen las propiedades mecánicas de películas a base de almidón (Peijs, 2002).
Procesos tecnológicos versátiles, de eficiencia energética y con ausencia de efluentes
como el de extrusión-calandrado (Mian, 2000; Guy, 2001) en donde el almidón nativo
o modificado, en conjunto con el plastificante, temperaturas de proceso y efecto de
fuerza de cizalla durante su procesamiento favorecen la orientación molecular, incorporación de agua dentro del gránulo, hinchamiento y, por consiguiente, la termoplastificación del mismo (Laratonda, 2004), permiten que sea posible el desarrollo de películas
a base de fuentes de origen renovable, y que su procesamiento se realice en el mismo
equipo utilizado en resinas plásticas (Plantic, 2007), lo cual hace que el intercambio y
escalamiento de la tecnología pueda darse a bajo costo y en corto tiempo.
En películas obtenidas en el presente trabajo a través de ensayos experimentales y la
caracterización en sus propiedades mecánicas, fue posible la selección de un grupo
reducido de tratamientos para ser caracterizados mediante análisis físicoquímicos,
térmicos y microestructurales necesarios para comprender de una forma más completa
la funcionalidad de estos materiales, en el desarrollo y elaboración de bolsas a partir de
almidón termoplástico.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
El alto grado de contaminación presente en el medio ambiente es generado, en gran
parte, por desechos plásticos provenientes de bolsas elaboradas con polímeros sintéticos. Se estima que cada habitante en el país consume cerca de 30 mil millones de
bolsas al año que, en conjunto con otros residuos plásticos, llegan a representar un
grave problema de contaminación del suelo, agua y aire; además de dificultar el manejo
de residuos por su baja densidad (Hernández, 2009). En el estado de Querétaro, el pa­
norama no es muy alentador. Ahí, se estima alrededor de medio kilogramo de residuos
sólidos por habitante al día, donde cerca de 10% corresponde a bolsas de polietileno.
Son diversas las alternativas que se han planteado tanto a nivel nacional como estatal
para frenar esta problemática; sin embargo, existen fuertes limitantes como la presencia
de residuos plásticos en combinación con otros desechos o reactivos (alimentos, tintes)
que dificultan su reciclaje, e incrementan su costo de reprocesamiento (Ruiz, 2006),
falta de infraestructura para la recolecta, manejo y procesamiento, aunado todo esto a
la falta de concientización por parte del consumidor en donde se da un uso indiscriminado de las bolsas de plástico (Alcántara, 2009).
En la actualidad, el apoyo y difusión que realiza el sector público en el intercambio
de materias primas para la elaboración de bolsas a partir de fuentes naturales al ser
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
utilizados en los principales puntos de distribución (supermercados, tiendas y tianguis)
representa una alternativa de alto impacto, reflejado en la disminución de la inversión en
planes antes empleados (reciclado, reuso y reprocesamiento).
El desarrollo de materiales a base de fuentes naturales representa una alternativa ante
la problemática existente de la generación de residuos sólidos a base de bolsas plásticas,
ya que una vez finalizada su vida útil presentarían una fácil reintegración al medio
ambiente en corto tiempo, debido a una alta depolimerización originada por factores
ambientales (humedad, luz, aire), para finalmente ser degradadas hasta CO2 y CH4 por
la acción microbiana (Agusti, 2004). A través del procesamiento de estos materiales en
los mismos equipos en donde son procesados los plásticos de manera comercial, hace
que el intercambio del material en desarrollo por la resina sintética utilizada sea viable,
económica y que la transferencia en el escalamiento a nivel industrial se dé en corto
tiempo, siendo el sector industrial del procesamiento de plásticos de la región uno de los
principales usuarios del la tecnología que se desarrolla en el presente trabajo.
La necesidad por parte del consumidor de contar con una cultura por el medio ambiente,
así como del sector educativo por contar con apoyos para la investigación, fomenta la
obtención de nuevos materiales que sean desarrollados y mejorados para aportar parte
de la solución de una necesidad existente para la sociedad y el medio ambiente.
Objetivo general
El objetivo del presente trabajo fue la obtención de películas a base de almidón de maíz,
papa y maíz waxy nativos y almidón de maíz fosfatado, por el proceso de extrusióncalandrado, así como la caracterización en sus principales propiedades mecánicas,
térmicas y microestructurales.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Materias primas.- Almidones de maíz y papa nativos grado alimenticio (Almex, México
DF), almidón de maíz waxy (alto contenido de amilopectina) y almidón fosfatado se utilizaron con fuente de almidón; bagazo de caña de azúcar (Zafra 2005, Veracruz, México)
como fuente de fibra y un plastificante (Sigma-Aldrich, Alemania). El tipo de almidón y
las cantidades utilizadas se establecieron de acuerdo con los mejores tratamientos de los
diseños experimentales de trabajos previos (Galicia-García, et al., 2007). La fibra de caña
se molió en un molino de martillos (Pulvex) con malla de 0.5 mm, y posteriormente se
colocó en una serie de 5 mallas de tamices US números 20 (841 m), 40 (420 m), 60 (250
m), 80 (177 m), 100 (149 m) y fondo, en equipo de agitación (Rotap,RX-29-Tyler Inc., EUA)
y se seleccionó la fibra de tamaño intermedio (tamices US número 40 y 60). La fibra fue
tratada químicamente para disminuir el diámetro de tamaño de la fibra. Este tratamiento
117
118
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
a la fibra se realizó con la finalidad de establecer las condiciones de una hidrólisis controlada en los materiales lignocelulosicos de la fibra para desempaquetar la estructura
en miofibrillas con un diámetro menor a 250 m (Wyman et al., 2005). Finalmente fue
tamizada usando una malla US 60.
Acondicionamiento de la muestra.- El proceso de paletizado de la muestra se realizó en
un extrusor compacto del CINVESTAV Querétaro, México. Las temperaturas de extrusión
de las zonas 1 y 3 permanecieron constantes, mientras que la temperatura de la zona 2
se mantuvo a mayor temperatura, con la finalidad de compactar el material y facilitar su
traslado y procesamiento posterior de extrusión-calandrado.
Proceso de Extrusión-Calandrado.- Las muestras peletizadas fueron procesadas en el
laboratorio de extrusión del Centro Catalán del Plástico en la Universidad Politécnica
Cataluña, Campus Terrassa, España. El proceso de extrusión se realizó en una coextrusora
marca COLLIN, Modelo E16 T, con una relación del tornillo diámetro-longitud 16/25 y
una relación de compresión 1:1. El proceso de calandrado se llevó a cabo en el equipo
COLLIN, Teachline Modelo CR72T, con tres rodillos en posición vertical y un rodillo en la
sección de tracción. Las condiciones de proceso utilizadas fueron: a) velocidad de rodillos
10-30 rpm, b) temperatura de rodillos: 10°C, c) velocidad rodillo de tensión: 14-20 rpm.
Caracterización y resultados
Propiedades Mecánicas
Las probetas elaboradas (Tipo IV) fueron caracterizadas en sus principales propiedades
mecánicas: Resistencia máxima a la tracción (máx.), Alargamiento a la ruptura y módulo
de elasticidad (E) con base en norma (ASTM-D638-00).
Muestras con fibra presentaron un incremento en los valores de máx. (15- 40%) y E
(10-30%), esto es debido principalmente a la orientación que presenta la fibra en sentido longitudinal al flujo de proceso, a diferencia de los tratamientos sin fibra en donde
se presentó un ligero decremento en los valores debido al anclaje que presentó la fibra tratada en la matriz de almidón, indicando que la fibra utilizada sirvió de refuerzo
mecánico en las películas obtenidas por el proceso de extrusión. La muestra con almidón
fosfatado presentó valores más cercanos a los tratamientos con fibra, debido a que mediante la incorporación de grupos de fosfato, la película incrementó el número de enla­
ces secundarios favoreciendo, así, sus propiedades mecánicas (Landerito y Wang, 2005).
Propiedades fisicoquímicas
Se determinó densidad en sólidos de acuerdo con técnica (DS) (Mettler-Toledo GMBH,
1998), y aspecto visual (AV) (Canhadas, 2003).
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Para la DS fueron obtenidos valores dentro de un rango de 1.40 a 1.45 g/cm3, con un ligero
incremento en los tratamientos que presentaron fibra, guardando estrecha relación con
los valores reportados por Baldev et al. (2004) en películas a base de almidón para uso
alimenticio, existiendo una diferencia en películas de polietileno de baja densidad (0.9 g/
cm3). Con respecto a la respuesta AV, se observaron películas de aspecto homogéneo, de
coloración oscura para tratamientos con fibra, y blanquecina para tratamientos sin fibra,
con una continuidad sin la presencia de rupturas o regiones quebradizas.
Propiedades microestructurales y térmicas
Fue determinada la viscosidad de retrogradación (Vrt) de acuerdo con metodología
reportada (Zazueta-Morales et al., 2001), Microscopia electrónica de barrido (MEB) y
Calorimetría Diferencial de Barrido (CDB) (Zazueta-Morales, 2003).
En la caracterización de Vrt se presentaron incrementos en los tratamientos a base de
almidón de papa, debido principalmente al tamaño y configuración presente de los
gránulos de almidón que, al ser procesados mediante la acción conjunta de calor y trabajo
mecánico por el proceso de extrusión, favoreció la interacción entre el plastificante y las
cadenas de almidón a través de los enlaces de hidrógeno (Zhang y Han, 2006), efecto
que se ve marcado al disminuir la reestructuración de las cadenas lineales de amilosa
y ramificadas de amilopectina, lo que se traduce en una película con mayor flexibilidad
(Pushpadas et al., 2009).
Para el análisis de MEB, a través de las vistas superficiales (350X) se observó un acabado
superficial más homogéneo al paso de la película por la calandra (Figura 1 a,b), así como
la escasa presencia de gránulos de almidón siendo un indicador de que el almidón se encuentra plastificado. Mediante las vistas transversales (150X) se observó la presencia de
fibra orientada e inmersa dentro del espesor de la película, por lo que al cortar la película
de forma irregular se presentó un desgarramiento de la fibra, así como la presencia de
marcas en su periferia, indicando la fuerte adhesión entre la fibra y la matriz polimérica
(Figura 1 c,d) (Trindade et al., 2005).
En los análisis de CDB se presentó en muestras sin fibra una inflexión a temperatura
de 95-140°C, debido principalmente a la pérdida de agua mediante su evaporación, en
comparación con las muestras con fibra en donde se presentó un efecto menos marcado,
producto de la naturaleza hidrofílica de la muestra, la cual ejerció un efecto protector;
para 160°C se observó un segundo comportamiento relacionado con la descomposición
del plastificante (Álvarez et al., 2005). A temperaturas de entre 20 y 100°C fueron
analizadas las variaciones de las capacidades caloríficas (Cp), por lo que al presentarse
diferencia entre los valores obtenidos de Cp fueron establecidos valores relacionados
con la temperatura de transición de segundo orden (Tg) en un rango de 45 a 62°C,
119
120
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
relacionada con la presencia de una excitación molecular, producto de la movilidad en
las cadenas poliméricas (Seibo, 2003).
Productos entregados
Con el uso de una selladora para bolsas (Food Saber Tilia International, modelo VAC350,
China) se realizó el ensamble de los extremos de una hoja de película para la formación
de bolsas. Se utilizó una distancia margen de 5mm del extremo al sellado de la bolsa;
con ayuda de una pipeta Pasteur se incorporó agua para facilitar la transferencia de calor
entre los dos lados opuestos de la película. Una vez realizado el sellado, fueron cortados
y delineados los márgenes exteriores, obteniendo así las bolsas a base de almidón por el
proceso de extrusión-calandrado.
A través del presente trabajo se ha participado en la modalidad oral en congresos
nacionales (XX Congreso de la Sociedad Polimérica de México) y en la modalidad de cartel
en congresos nacionales (XX Congreso de la Sociedad Polimérica de México, VI Congreso
del Noroeste y II Nacional en Ciencias Alimentarías y Biotecnología –con el reconocimiento
de 2º lugar–, Expo-INCYTAM) e internacionales (1er Congreso Internacional de Ingeniería
y Biotecnología 2008, 1st US-Mexico Symposium on Advances in Polymer Science, 2°
Encuentro Iberoamericano de Biometría y V Reunión Centroamericana y del Caribe de la
Sociedad Internacional de Biometría –también 2º lugar– y 8° Simposio Latinoamericano
de Ciencia de Alimentos).
Asimismo, se ha publicado en revistas de difusión científica (Revista Cinvestav. (26), 4:
25-31. ISSN 18705499).
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
El proceso de extrusión-calandrado representó una tecnología eficaz para la obtención
de películas a través de fuentes naturales como el caso de almidón de maíz, papa y maíz
waxy, así como bagazo de caña de azúcar con fuente de fibra. Las propiedades mecánicas
(máx. y E) evaluadas en películas obtenidas por el proceso de extrusión se vieron
favorecidas a concentraciones intermedias de fibra. Agentes externos como temperatura
y trabajo mecánico proporcionados durante el proceso de extrusión en conjunto con el
plastificante y la fibra, favorecieron la interacción con las cadenas poliméricas de almidón
y, por ende, su plastificación.
Las propiedades fisicoquímicas evaluadas indicaron que las películas obtenidas no
presentaron una degradación ocasionada por las condiciones de proceso, por lo que
el material obtenido presenta funcionalidad. Las propiedades microestructurales (Vrt y
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
MEB) están estrechamente relacionadas con la interacción existente entre el almidón
y el plastificante, así como el anclaje presente entre la fibra acondicionada y la matriz
polimérica. A través del análisis de CDB fue posible cuantificar temperaturas de transición
de segundo orden con base en la variación de su capacidad calorífica.
Figura 1. Microscopia electrónica de barrido en películas obtenidas por el proceso
de extrusión (MEB). Vista superficial: a) película extrudida, b) película extrudida y
calandrada. Vista transversal: c) fibra embebida dentro del espesor de la película,
d) marcas en matriz de almidón y desgarramiento en fibra
a
b
c
d
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123
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ESTADO ACTUAL DE LA FLORA Y LA VEGETACIÓN
NATIVA DEL MUNICIPIO
DE QUERÉTARO Y ZONA
1
CONURBADA
Dra. Mahinda Martínez y Díaz de Salas2
Introducción
La vegetación del estado de Querétaro ha sido estudiada en cierto detalle a partir
de la década de los 90 por diferentes autores, como Zamudio et al. (1992), quienes
encontraron 9 tipos de vegetación principales con 9 subtipos. En cuanto a la flora, se
sabe que Querétaro, a pesar de ser un estado pequeño, alberga una flora que se calcula
en 3,500 especies de plantas vasculares, más rica que toda la Península de Yucatán.
Para el municipio de Querétaro, Baltazar et al. (2004) encontraron en el Cimatario
cuatro tipos de vegetación (bosque tropical caducifolio, matorral crasicaule, pastizal y
bosque de encinos) y una flora de 180 especies. Para la microcuenca de Santa Catarina,
Hernández et al. (2000) encontraron los mismos cuatro tipos de vegetación, una flora de
100 especies nativas y 10 cultivadas. En la zona conurbada de La Cañada, que presenta
la misma vegetación que las anteriores más una zona riparia, Cabrera y Gómez (2005)
1 Proyecto
FOMIX: QRO-2006-C01-52435
Monto aprobado y total: $597,600.00
2 Facultad
de Ciencias, Universidad Autónoma de Querétaro.
125
126
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
encontraron 264 especies. En nuestra propuesta, calculamos que la flora de Querétaro
y sus zonas conurbadas alberga una riqueza de alrededor de 500 especies de plantas
nativas y naturalizadas, tanto de la vegetación natural, como de malezas ruderales y
arvenses. Entre éstas se encuentran aún especies nuevas para la ciencia, algunas
microendémicas y otras de distribución más amplia. Muchas son útiles y se pueden
introducir en programas de restauración y mantenimiento.
Uno de los principales problemas para los programas de conservación, educación,
elaboración de estudios de impacto y otros más, es que las especies son desconocidas
por la mayoría de las personas, e incluso por muchos biólogos.
El crecimiento exponencial de la población que ha sufrido el valle de Querétaro, tanto en
el municipio de Querétaro como en Villa Corregidora, y la zona de La Cañada en el municipio del Marqués, ha propiciado un desmonte acelerado, así como la pérdida de grandes
áreas de cobertura natural. Esta pérdida de cobertura y las fuertes alteraciones de las pocas áreas que se mantienen con vegetación, han propiciado importantes escurrimientos
de agua en tiempo de lluvias, escasa penetración a los mantos freáticos, erosión hídrica y
eólica y falta de zonas verdes para los pobladores, que actualmente están muy por abajo
de los 12 m2 por habitante recomendados por UNESCO. Además, existen otras fuentes de perturbaciones importantes como zonas de cultivo abandonadas, pastoreo por
cabras, extracción de materiales, incendios, extracción de productos forestales (como
frutos de cactáceas, plántulas, musgos, etc.) que afectan los pocos relictos de vegetación
nativa que quedan.
Todos estos servicios ambientales de la vegetación se han reconocido recientemente y se
pueden establecer pagos a las personas dispuestas a conservar.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Modalidad de investigación aplicada, demanda 1.3 de la convocatoria 2006-1: Respuesta
de la vegetación nativa a las alteraciones antropogénicas en la zona del valle de Querétaro
y sus áreas de influencia.
Objetivo general
Conocer el estado actual de la vegetación nativa en el área de la Ciudad de Querétaro y
su zona conurbada, así como difundir el uso y estado de conservación de las especies de
plantas vasculares que crecen en el área de estudio.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Por medio de imágenes de satélite se detectaron las zonas con vegetación nativa del
área de estudio. También se revisaron los herbarios con colecciones de Querétaro (Centro Regional del Bajío del Instituto de Ecología, Biología de la Universidad Autónoma de
Querétaro), las bases de datos de la CONABIO y Trópicos, así como los fascículos publicados a la fecha de Flora del Bajío. A partir de estos antecedentes se generó un listado preliminar de las plantas vasculares que crecen en el área. Las zonas con vegetación natural
se colectaron y se hicieron transectos para analizar la vegetación. También se tomaron
fotografías de las plantas en campo, con detalles de las flores y los frutos. Esta etapa del
proyecto duró aproximadamente un año y en ella participaron 4 estudiantes, así como
un auxiliar contratado, además de los 4 integrantes del equipo original.
La siguiente etapa consistió en determinar el material colectado, analizar los transectos
de vegetación y elaborar la página de Internet, por medio de la cual se dieran a conocer
los resultados de una manera rápida. La página se elaboró por medio de pago por
servicio. Al usuario del proyecto se le entregaron los resultados de los transectos al
finalizar el primer año, de manera que tuviera la información disponible a pesar de que
no estuviera publicada.
En cuanto a los resultados, encontramos 50 especies que fueron nuevos registros para el
municipio, y de un estimado inicial de 500 especies para la zona, encontramos que hay
840, por lo que el área de estudio es mucho más diversa que lo que creíamos al iniciar.
En cuanto a la vegetación, todas las zonas están alteradas, especialmente la vegetación
acuática y los encinares. El principal factor de alteración, después del crecimiento urbano
desmedido, es el sobrepastoreo.
Elaboramos 400 fichas con la descripción de las especies y su fotografía, que están
disponibles por Internet. El proceso de elaborar la publicación ha sido mucho más
tardado de lo esperado, si bien creemos terminarlo este año. En cuanto a los estudiantes,
sólo dos terminaron sus tesis en el tiempo programado.
Los principales beneficios para la Universidad fueron la generación de infraestructura,
ya que se adquirió un servidor para la página, GPS, muebles de herbario, cámara digital
y escáner de cama grande, así como la formación de recursos humanos. La información
nos permitirá elaborar al menos dos publicaciones en conjunto para fortalecer el cuerpo
académico.
127
128
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
Información directa al usuario, página de Internet, estudiantes recibidos, publicaciones.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Las conclusiones que se pueden sacar del proyecto se encuentran en diferentes niveles.
1. El usuario de los resultados: para este proyecto, el usuario fue el Fideicomiso
Queretano del Medio Ambiente (FIQMA), que necesitaba información sobre el
grado de deterioro o conservación en la vegetación del municipio, así como saber
cuáles especies se desarrollan en la zona y para qué sirven. Además, estaban
interesados en recibir rápidamente esta información debido a la presión que
ejercen los desarrolladores de vivienda y los que explotan los bancos de materiales.
Ante esta situación, se optó por la entrega de información electrónica y personal
en vez de esperar a publicarla. Así se pierde el beneficio de una revisión crítica por
parte de un evaluador, pero se entrega al usuario lo que necesita en un tiempo
razonable. En este caso, en año y medio existían avances suficientes, que se han
podido incrementar y complementar posteriormente gracias a las bondades de las
páginas de Internet. Después de terminado el proyecto, se continuó con el trabajo,
hasta alcanzar un nivel de calidad suficiente para publicar los datos.
2. La Universidad: con este proyecto se generó financiamiento que permitió la compra
de equipo que la administración central no puede proveer, como un servidor para
la página, GPS, muebles de herbario, cámara digital y escáner de cama grande.
También se obtuvieron 4 becas para estudiantes de licenciatura. La incorporación de
estudiantes en los proyectos, a pesar de tener la gran ventaja de formarlos en áreas
pertinentes, presenta un riesgo importante, ya que no se comprometen lo suficiente
como para terminar en forma y tiempo el trabajo. A pesar de ser uno de los gastos
más fuertes del proyecto, fue el que menos beneficios aportó debido a que sólo la
mitad terminó a tiempo.
3. Los investigadores: una de las principales ventajas del grupo de investigación al
someter este proyecto, es que los 4 integrantes teníamos experiencia en la zona,
en los grupos que trabajamos, así como en el trabajo de conjunto. Esto permitió
que el desarrollo del proyecto fuera fluido y se pudieran obtener resultados a
tiempo. Cada investigador tuvo la oportunidad de ofrecer una beca, salir de colecta
y generar material que se puede publicar. Debido a que existe presión por parte de
la Universidad para consolidar grupos, este tipo de trabajos puede ser importante
para generar publicaciones en conjunto que permitan esa consolidación.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
4. Generación de información: con el desarrollo de este proyecto se encontró
una nueva especie para la ciencia que es microendémica al valle de Querétaro
(Chaunanthus gracielae), 340 especies más que las esperadas originalmente y 50
nuevos registros para la zona. Además, por medio de los análisis de vegetación se
detectó que el sobrepastoreo es la principal causa de afectación de la vegetación
nativa. Sólo ha aparecido una publicación arbitrada e indexada, y estamos trabajando
en la publicación de un libro de divulgación ilustrado derivado de la información
ya accesible por Internet, así como una publicación sobre el estado actual de la
vegetación.
Bibliografía
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nacional El Cimatario y sus alrededores. UAQ. 85 pp.
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129
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CONTROL 1
CLIMÁTICO INTELIGENTE PARA INVERNADEROS
Genaro M. Soto-Zarazúa, Manuel Toledano-Ayala, Enrique Rico-García
y Gilberto Herrera-Ruiz2
Resumen
Se presenta el panorama general que motiva al desarrollo de tecnología para atender
demandas específicas y la descripción de los sistemas de automatización inteligentes
para control climático en producción hortícola y acuícola bajo invernadero, desarrollados
por investigadores y alumnos de la licenciatura, maestría y doctorado de la Facultad
de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Querétaro (FI-UAQ). Dichos sistemas de
automatización son identificados con la marca registrada orgullosamente universitaria y
mexicana TUNA® (Tecnología Universitaria Nacional en Automatización), así como casos
de transferencia de la tecnología a productores de algunos estados de México como
Querétaro, Guanajuato, Hidalgo y Zacatecas.
Todo esto con dos objetivos principales: el primero está directamente relacionado con
lograr incrementar la productividad y rentabilidad del sector agrícola, acuícola y pecuario
del país; el segundo se centra en hacer uso racional de los recursos que intervienen en
el proceso de producción, siendo los de mayor importancia el agua y la energía eléctrica,
ya que para el diseño de los controladores y las estrategias de control en dichos sistemas
de automatización, se considera un amplio sentido de responsabilidad con tendencia
constante a la creación de una conciencia ecológica en los productores y cuidado del
medio ambiente.
1
Proyecto FOMIX: QRO-2003-C01-10062
Monto aprobado: $400,000.00
Aportaciones concurrentes: $400,000.00
Monto total: $800,000.00
2 Del
Departamento de Biosistemas, Facultad de Ingeniería,
Universidad Autónoma de Querétaro.
131
132
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Introducción
En el mundo, muchos países han desarrollado importantes proyectos a gran escala
para promover el desarrollo de sus sectores para producción de alimentos, como
son la acuicultura y la agricultura (Quazi, 2001), esto con el objetivo de asegurar
el aprovisionamiento de alimento para la sociedad (Wafaa, 2002). Sin embargo, la
actividad humana con estas prácticas está transformando los sistemas naturales por un
inadecuado manejo y uso de la tierra y agua (Winz et al., 2009); como consecuencia, por
doquier se muestra un evidente mal uso de los recursos naturales (ej. agua subterránea),
particularmente en los países en desarrollo, y esto representa serios problemas en
muchas partes del mundo, ya que el agua subterránea representa uno de los recursos
naturales más valorados para la salud humana, desarrollo económico y diversidad
ecológica, debido a varias cualidades inherentes como: temperatura consistente,
disponibilidad continua y extendida alrededor del mundo, excelente calidad natural,
costo de desarrollo bajo, permanencia en tiempos de sequía en tierra, entre otras. En
consecuencia, eso ha hecho que su uso sea inmensamente importante para satisfacer
la necesidad y suministro de agua para consumo humano y uso doméstico en las zonas
rurales y urbanas de las naciones desarrolladas y en desarrollo (Jha et al., 2009).
En promedio de las cifras reportadas, de los 41.12 millones km3 de agua que se
estimaban disponibles en la Tierra, cerca de 22% es agua subterránea, la cual constituye
aproximadamente 97% de agua dulce potencialmente disponible para uso humano. Pero
por desgracia las demandas de agua siguen aumentando debido al crecimiento de la
población y por su mal uso (de Villiers, 2001; UN, 2003; Yang et al., 2003). Debido a
esto, la escasez de agua representa un problema con urgencia para ser atendido en este
siglo, ya que más de 6 billones de gente enfrenta crisis de agua (UN, 2003) y cerca de 1.2
billones de gente carece de acceso seguro y costeable al agua para su uso doméstico en
el mundo (WHO, 2003).
La problemática anteriormente expuesta, muestra la demanda de nuevas y mejores
técnicas para manejo de los sistemas productivos, donde el principal insumo para
producir es el agua, y éste es el caso de la agricultura, acuicultura y sector pecuario como
fuentes básicas de alimento para la población de un país.
Una manera de mejorar dichos procesos de producción para obtener productividades
favorables y con un uso racional del agua es mediante la integración de tecnología en
automatización (Avnimelech, 2006), además de obtener ahorro en mano de obra para
su operación. Sin embargo, la mayoría de los pequeños y medianos productores en
México, no tiene la oportunidad de integrar dichos sistemas de automatización debido
al alto costo que implica su compra. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de sistemas
en paquetes tecnológicos de automatización a un bajo costo y alto desempeño con
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
tecnología nacional, ya que la extranjera es de difícil acceso y alto costo en México, al
igual que su soporte técnico.
Con el desarrollo de la tecnología nacional en automatización para invernaderos, se
espera ofrecer nuevas y mejores opciones para los productores mexicanos dedicados
a la producción agrícola, acuícola y pecuaria nacional, con el objetivo de incrementar
productividades en tiempos más cortos durante todo el año y, consecuentemente, su
ingreso económico mediante un uso y aprovechamiento del agua y energía eléctrica.
Demandas específicas
Integrar operación de la producción bajo invernadero y la automatización, proporcionando
una alternativa para aumentar la producción de cultivos durante todo el año, simplificar
el trabajo y principalmente mejorar la calidad en el producto. Que dicha automatización
nos permita monitorear los cultivos desde cualquier parte y en cualquier momento, en
respuesta a las limitantes que se presentan a cielo abierto, como climas extremos, medio
ambiente y escasez de agua. De esta manera, se podrá tener un manejo óptimo de los
recursos disponibles.
Objetivo
Aplicar técnicas de automatización para control inteligente del clima en la producción
bajo invernaderos para reducir gastos de operación, instalación y mantenimiento, usando
herramientas de programación específicas para la automatización, reducir los tiempos
de desarrollo y aumentar la fiabilidad de las aplicaciones desarrolladas, abriendo así un
nuevo abanico de posibilidades en la explotación y operación de invernaderos, mediante
la obtención de modelos climáticos que permiten implementar estrategias de control
inteligente más sofisticadas.
Desarrollo del proyecto
Desarrollo de software y hardware para los sistemas de automatización TUNA®
Las versiones de los sistemas de automatización en los procesos bajo invernadero hortícolas y acuícolas están clasificadas con similares características a las tareas de monitoreo
y control que desempeñan. Se han desarrollado sistemas de adquisición de datos para
aplicaciones de monitoreo. En Soto-Zarazúa et al. (2008) se presenta el desarrollo de un
sistema de monitoreo basado en FPGA (field programable gate array) de aplicación específica en sistemas acuícolas. En este sistema puede ser adaptado un ajuste polinomial
133
134
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
en FPGA, con el objetivo de evitar un acondicionamiento externo de señales en los sensores. Esta metodología se presenta en Soto-Zarazúa et al. (2007).
Se desarrolló también un sistema de supervisión inalámbrico para granjas acuícolas
usando microcontroladores. La administración y control de comunicación lo lleva a cabo
una unidad centralizada con ayuda de un computador, que es el módulo de control;
vía inalámbrica se comunica con módulos de campo que registran la información de
sus elementos de medición, de manera que se forma una red de comunicación entre
todos estos módulos, los cuales se componen principalmente de un microcontrolador
programado en lenguaje C y un transceptor inalámbrico. Detalles del sistema se
presentan en Duarte-Correa et al., (2008). Este sistema es complementado con una
estrategia de control distribuido SCADA que viene de las siglas ‘’Supervisory Control And
Data Acquisition’’, es decir, ‘’Adquisición de datos y control por supervisión’’ (RamírezRodríguez et al., 2008).
A grandes rasgos, un sistema SCADA es un conjunto de utilidades de software y hardware
especialmente diseñadas para el monitoreo y control de procesos de forma automática y
manual; dicha aplicación ha sido mejorada con el desarrollo de un servidor embebido en
microcontroladores de alto desempeño, para integrar aplicaciones de Internet (MendozaMondragón, 2010). En este tipo de sistemas existe una computadora que efectúa
tareas de supervisión y gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y control de
procesos. La comunicación se realiza mediante buses o redes. Un sistema SCADA debe
ser de arquitectura abierta, de tal manera que puedan ser expandibles, además deben
tener la posibilidad de comunicarse con el exterior con medios estandarizados. Los
sistemas SCADA sor capaces de manipular e interpretar los datos obtenidos mediante
criterios basados en reglas. Las tareas principales del sistema SCADA son: adquisición
y procesamiento de datos, presentación en pantalla de la información adquirida,
supervisión y control, un registro de incidencias, generación de históricos, ejecución
de programas que modifiquen los parámetros de control, programación numérica que
permita realizar cálculos aritméticos.
En los sistemas de automatización se han integrado interfaces gráficas de usuario (GUI),
que permiten la fácil interacción entre el usuario y sistema de automatización, ya que
entre más compleja es la estrategia de control, los parámetros a integrar son también
más complicados y, por lo tanto, demanda también de personal capacitado para su uso.
El desarrollo se presenta en Reyes-González et al., (2008a).
Para las estrategias de control que se han diseñado en los sistemas de automatización
inteligente e integrados por software y hardware de desarrollo específico, se consideran
desde la técnica básica, simple y comúnmente usada para el control de invernaderos
ON/OFF (Reyes-González et al., 2008b) para versiones básica-media V1.0, hasta técnicas
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
de control clásico con controles PID y técnicas de control moderno-inteligente, como son
el Fuzzy-Logic-Control (Soto-Zarazúa et. al., 2010a, b) para versiones avanzadas V1.0 y
V2.0, hortícola y acuícola respectivamente. Los desarrollos descritos en esta parte son
integrados en los sistemas de automatización, formando así sistemas modulares que
permiten la formación de las versiones con las características descritas en la sección de
productos entregado de este artículo.
Productos entregados
Sistemas de automatización desarrollados en la FI-UAQ
Actualmente en la FI-UAQ, con la participación de alumnos de la licenciatura, maestría
y doctorado, se han desarrollado sistemas de automatización con diferentes funciones a
desempeñar en los procesos de producción agrícola y acuícola bajo invernadero. Dichas
funciones definen las dos versiones actualmente disponibles para producción hortícola
y dos para acuícola: básica-media V1.0 y avanzada para la hortícola V1.1, y básica-media
V1.0 y avanzada V2.0 para la acuícola.
A continuación se describe el funcionamiento general de cada versión y se mencionan
casos de transferencia de tecnología a productores en diferentes estados del país.
Sistema de automatización hortícola TUNA® V1.0
El sistema de automatización para horticultura básico-medio TUNA® V1.0 (Figura 1) es
un sistema básico con control ON/OFF y por tiempos, donde se controla únicamente
la bomba de riego y clima mediante la manipulación de ventanas, nebulizadores y
extractores de aire. A diferencia de los sistemas comúnmente usados, este sistema
es capaz de almacenar en un archivo *.txt los eventos que ocurren en el proceso, de
Figura 1. Sistema de automatización para horticultura TUNA® V1.0: invernadero, pantalla del
software y panel de potencia
135
136
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
acuerdo con las programaciones hechas por el usuario registrado, así como también
registrar diferentes usuarios y programaciones para diferentes especies de plantas y
etapas de cultivo. Permite también hacer el control de 8 módulos de invernadero en un
mismo sistema de automatización. Sin embargo, el sistema puede ser extendido hasta
n módulos. El sistema actualmente está operando en el Campus Amazcala de la FI-UAQ.
El software del control ha sido desarrollado en lenguaje C++ y el Software Microsoft
Visual C# 2008 express edition, y se tienen en desarrollo las versiones en un lenguaje bajo
plataforma LINUX.
Sistema de control inteligente hortícola TUNA® V1.1
El sistema de automatización hortícola TUNA® V1.1 (Figura 2) tiene las mismas características y funciones que la V1.0; su diferencia consiste en que dicho sistema, además
de controlar el riego y clima con la apertura y cierre de ventas, cuenta también con
un sistema de monitoreo de variables ambientales internas y externas, registrando las
mediciones de velocidad y dirección del viento, precipitación pluvial, temperatura y humedad. Los registros son guardados en archivos *.txt por fecha. Cabe mencionar que el
sistema cuenta con opciones de configuración para selección de intervalos de lectura y
variables que se desean guardar en los archivos de respaldo generados de cada variable
y por día; dichos datos son mostrados gráficamente en la interfaz gráfica principal.
El sistema de automatización hortícola TUNA® V1.1 tiene integrado un algoritmo para
control inteligente de ambiente interno basado en lógica difusa (Fuzzy Logic Control,
FLC). Este algoritmo permite al usuario configurar una base de reglas tipo si-entonces,
usando la GUI. La base de reglas se obtiene mediante la integración del conocimiento
de un experto en el sistema de producción, y de esta manera el sistema de control
simula las acciones y razonamiento humano sobre el comportamiento del proceso, y el
controlador ejecuta las acciones que en determinado momento el usuario aplicaría para
Figura 2. Sistema de automatización para horticultura TUNA® V1.1: invernadero, pantalla del
software y panel de potencia
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
corregir el ambiente, y de la misma manera proporcionar condiciones óptimas para el
desarrollo del cultivo. Las reglas se basan en la temperatura y humedad relativa; de esta
manera se identifican y manipulan las acciones de control para abrir y cerrar las ventanas
del invernadero y demás actuadores. Este proceso se presenta en Soto-Zarazúa et al.,
(2010). El sistema base para este desarrollo fue transferido a la Universidad Tecnológica
del Sur Oeste (UTSOE), del municipio Valle de Santiago del Estado de Guanajuato.
Sistemas de control acuícola TUNA® V1.0 y V2.0
Los sistemas de automatización para acuicultura tienen prácticamente las mismas
características de funcionamiento que los sistemas hortícolas. Sin embargo, en la V1.0 la
variable de control es el oxígeno disuelto en el agua y sistemas de alimentación; se integra
también el control para el sistema de recirculación desarrollado (Zarazúa-Arvizu et al.,
2008; Soto-Zarazúa y Herrera-Ruiz, 2008). La base para este desarrollo fue transferida a
productores acuícolas del estado de Zacatecas y Baja California Norte.
La V2.0 (Figura 4) integra también un sistema de control con algoritmos FLC, sin embargo,
las variables de entrada son temperatura y oxígeno disuelto, y son principalmente
aplicados para el suministro de alimento a los peces, usando alimentadores automáticos,
y para sistemas de recirculación inteligentes. En el sistema de alimentación y recirculación
de agua, los parámetros son configurados con el mismo método y procedimiento que en
el sistema hortícola anteriormente descrito.
Conclusiones
En este trabajo, se han presentado importantes avances en el desarrollo de tecnología
nacional en automatización para el sector productivo hortícola y acuícola bajo invernadero.
En los sistemas se integran diferentes estrategias de control donde intervienen las
Figura 3. Sistema de automatización para acuicultura TUNA® V1.0: invernadero, pantalla del
software y panel de potencia
137
138
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
condiciones ambientales, y la tarea de los controladores es mantenerlas en los rangos
aceptables para el cultivo. Sin embargo, se considera que es necesario hacer el sinergismo
entre los productores y los desarrolladores de la tecnología (universidades y centros de
investigación) para hacer de la agricultura, acuicultura y pecuaria un sector productivo
primario exitoso que permita hacer rentables los negocios y, de la misma manera, tener
un ingreso económico mayor en los productores. Esto en general llevará a que México
sea un país con mayor capacidad para producir el alimento para su población y, de la
misma manera, para crear fuentes de empleo de alta calidad y digno para las familias
mexicanas dedicadas a la producción primaria, con alto sentido de responsabilidad en el
uso de recursos como agua y energía eléctrica.
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Figura 4. Sistema de automatización para acuicultura TUNA® V2.0: invernadero, pantalla del
software y panel de potencia
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
QUINTANA ROO
141
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
1
EL TRÁILER DE LA CIENCIA
José Antonio Hoy Manzanilla2
Introducción
En congruencia con el Plan Estatal de Desarrollo 2005-2011, el gobierno de Quintana Roo
ha establecido su compromiso de fomentar la innovación, el desarrollo tecnológico y la
creación de capital intelectual, para consolidar y generar nuevas alternativas de crecimiento económico en el estado. Con el convencimiento de que la formación de capital humano
debe impulsarse desde las etapas tempranas de desarrollo de la población quintana­
rroense, el proyecto del Tráiler de la Ciencia se hace necesario, pertinente y estratégico.
En México se tiene la percepción de que el desarrollo de la ciencia y la tecnología se lleva
a cabo en el centro del país. Es por ello que el estado de Quintana Roo busca insertarse
en la vida nacional contribuyendo con investigaciones que beneficien a la sociedad, fundamentándolas con una visión estatal y regional. Si bien es alta y consistente la inversión
del estado de Quintana Roo en materia educativa, la dispersión poblacional de la entidad
no permite potenciar los resultados hacia todos los sectores sociales, sobre todo en el
fomento y promoción de una cultura científica y tecnológica en el estado.
1
Proyecto FOMIX: QROO-2006-C01-56082
Monto aprobado y total: $2,810,000.00
2 Director
del Consejo Quintanarroense de Ciencia y Tecnología
143
144
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Fig. 1. El estado de Quintana Roo, sus municipios y comunidades
Situación Geográfica
El estado de Quintana Roo, situado en
la porción oriental de la Península de
Yucatán, tiene una superficie de 50,843
kilómetros cuadrados (2.56% del Territorio Nacional). Colinda al norte con el
Golfo de México y el Estado de Yucatán;
al este con el Mar Caribe; al sur con Belice
y Guatemala, y al Oeste con el Estado de
Campeche. En 1902 se crea el territorio
de Quintana Roo y en 1974 se convierte
en Estado libre y soberano.
Un mecanismo de divulgación posible es la llamada ciencia móvil, a través de espacios
itinerantes de la ciencia práctica que se ha ido consolidando a nivel nacional y que tiene
la posibilidad de llegar a las principales ciudades del estado (Figura 1), para que niñas,
niños, adolescentes y adultos entren en contacto con la ciencia y la tecnología de manera
informal, divertida y gratuita. Mediante el Tráiler de la Ciencia se puede coadyuvar al
sistema educativo estatal como complemento en el aprendizaje no formal de la ciencia
y la tecnología. Basado en la idea de aprender haciendo, el Tráiler de la Ciencia es una
alternativa idónea para complementar algunos objetivos de la escuela, así como para la
adquisición de conocimientos y experiencias relacionadas con una mejor comprensión
del mundo que nos rodea, a través de la participación activa.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La demanda específica establecida para el diseño, construcción y operación del Tráiler de
la Ciencia, incluyó los siguientes elementos:
•
•
El Tráiler de la Ciencia debe consistir en el equipamiento de una unidad móvil, la
cual debe contener todos los instrumentos interactivos necesarios para representar
diferentes principios físicos y de otras ciencias básicas, y lo integra también equipo
informático con tecnología de la comunicación.
La adquisición, diseño, adaptación y equipamiento de un Tráiler de la Ciencia
itinerante consiste en una camioneta tipo 3.5 toneladas adaptada para trasladar el
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
aula, remolque de 8 metros de longitud, en la que se integra un laboratorio y taller,
completamente acondicionado y equipado con materiales y artículos de educación,
ciencia recreativa y tecnológica, interactivos y con sistemas actualizados que cubran
altas normas y requerimientos de calidad y que proporcionará conocimientos en
forma equitativa en los diversos municipios, áreas rurales y zonas marginadas.
El paquete del tráiler debe incluir dos vehículos (automóviles compactos) para el
respaldo administrativo, publicitario y traslado del personal que atenderá esta aula
móvil en el lugar de su instalación.
Los equipos entregables deben cubrir temas de física como: óptica, calor, mecánica,
electricidad, magnetismo, láser, holografía, biología vegetal (botánica), biología animal (zoología), biología humana (el cuerpo humano), geografía nacional y mundial,
química, matemáticas, astronomía, nubes, vientos y juegos de destreza; asimismo,
debe contar con 4 equipos de computación y una laptop, proyector de video, lector
de VHS y DVD, 2 televisores de 29”, proyector de diapositivas, retroproyector, 2 pantallas, 2 pizarrones, 20 sillas apilables, 4 mesas y un equipo de audio.
En todos los casos, los equipos interactivos deben ser acompañados de un manual
de uso y especificaciones técnicas. El proyecto incluye la adquisición del tráiler, así
como la adaptación y el equipamiento. También deberá considerar el equipamiento
y la instalación eléctrica para funcionar con corriente alterna y de manera autónoma.
Objetivo general
Desarrollar en los niños y jóvenes estudiantes habilidades y actitudes que los lleven en
el futuro a despertar vocaciones orientadas hacia la ciencia y la tecnología, propiciar la
comprensión de la ciencia y la tecnología como pilares del desarrollo de nuestro estado
y país, fomentar en la población en general una concepción racional de los fenómenos
que ocurren en la naturaleza y el universo, y ser un instrumento interactivo de divulgación de la ciencia que permita llevar el conocimiento científico a la mayor población
posible del estado.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Este proyecto fue desarrollado con la participación de la empresa de base tecnológica
Grupo Integral de Desarrollo Educativo (GIDE), con una inversión de $2’810,000.00,
financiada por el Fondo Mixto Quintana Roo-CONACYT.
El Tráiler de la Ciencia fue conceptualizado como un aula interactiva-didáctica-itinerante,
con elementos diseñados para despertar y fomentar el interés y comprensión de las
ciencias de una manera informal y entretenida, diferente y complementaria a la que se
da en las aulas de estudio donde asisten la niñez y juventud quintanarroense.
145
146
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El proceso de interacción con el visitante permite que éste reciba una explicación sobre el prototipo en turno, lleve a cabo una observación, genere una hipótesis, interactúe con el prototipo, compruebe su hipótesis y finalmente genere su propia idea de lo
apren­dido. Este proceso dura entre 12 y 15 minutos en cada área de trabajo, con un
recorrido total promedio de 60 minutos.
El Tráiler de la Ciencia fue desarrollado en un contenedor construido y adaptado, con
autonomía eléctrica, desmontable, abatible y transportable, e impulsado o movido por
un vehículo de tres toneladas. Además, se cuenta con una camioneta de doble cabina,
adaptada con equipo de perifoneo y promoción.
El Tráiler de la Ciencia (Figura 2) es un aula interactiva-didáctica, con una superficie
desplegable de 70 m2, desmontable, abatible, con autonomía eléctrica y transportable,
impulsado por un vehículo de tres toneladas. Como apoyo en la movilidad del personal
que atiende el museo itinerante y las labores de promoción del Tráiler de la Ciencia, se
cuenta con una camioneta de doble cabina, adaptada con equipo de perifoneo y promoción. El Tráiler de la Ciencia cuenta con más de 40 elementos de las distintas áreas del
conocimiento: física, biología, fisiología humana, informática. Se pueden atender en modalidad de visita guiada hasta 600 niños al día en turnos matutino y vespertino (Figura 3).
Fig. 2. Tráiler de la Ciencia, conformado con un tráiler adaptado y una camioneta de 3 toneladas
como unidad de tracción
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
147
Fig. 3. El Tráiler de la Ciencia tiene la capacidad de atender a 600 visitantes en
dos turnos: matutino y vespertino
La atención de los usuarios en el tráiler se divide en dos partes: en la primera, que es la de
preámbulo, se les proyecta un video o documental sobre temas de ciencia y tecnología,
que es comentado al final del mismo. El área audiovisual tiene video proyección con
proyector y dos televisores de 29”. En la segunda parte, los usuarios son atendidos en las
4 mesas de trabajo (Figura 4) que constituyen la oferta temática del Tráiler de la Ciencia,
con 40 elementos didácticos sobre óptica, rayos láser, energía solar, mecánica, electricidad, astronomía, calor, biología humana,
biología animal, biología vegetal, área de
Fig. 4. El Tráiler de la Ciencia cuenta con más de
cómputo con Internet satelital, laptops co40 elementos didácticos-interactivos, donde los
usuarios pueden observar, manipular y probar sus
nectadas a Internet, además de software de
hipótesis, con ayuda de capacitados facilitadores
enseñanza. El Tráiler de la Ciencia fue cons­
truido específicamente para ser una herramienta para la divulgación y promoción de
la ciencia; dotado de infraestructura gene­
rada por ingenieros mexicanos, fue el pri­
mer vehículo semiautomatizado y equipado con elementos didácticos que permiten
la interacción de los niños, estimulando
con ellos el potencial creativo, utilizando el
método constructivista y generando su propio conocimiento a partir de una hipótesis
planteada por ellos mismos.
148
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Fig. 5. Número de ciudades atendidas
por municipio de Quintana Roo. Sólo
representa los lugares que fungieron como
sitios integradores
Fig. 6. Número de personas atendidas por
municipio de Quintana Roo
Fig. 7. Número de escuelas atendidas por
municipio de Quintana Roo
Fig. 8. Número de personas atendidas por
nivel educativo de Quintana Roo
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El tráiler opera con el siguiente personal, en sus distintas etapas: un operador y acompañante para el transporte; cuatro personas para el ensamble, despliegue y retracción
del tráiler; una persona para capacitación y un mínimo de ocho personas para atención
al público. Este último grupo está conformado por jóvenes estudiantes de nivel superior y medio superior, quienes fungen como facilitadores o asesores del conocimiento
científico, capacitados previamente por el personal del COQCYT en el manejo de contenidos de las distintas áreas del conocimiento. Así, se logra que los jóvenes estudiantes
cumplan con su servicio social y se fomenta el número de divulgadores de la ciencia en
Quintana Roo.
El plan de mantenimiento del tráiler lo realiza el operador y responsable de la unidad.
Cada ocasión que el Tráiler de la Ciencia es requerido, se hace una revisión exhaustiva de
los elementos y en la parte mecánica. Se realiza mantenimiento preventivo del tráiler y la
unidad de tracción, cada 7,000 km, siguiendo los requerimientos del manual de usuario.
Asimismo, se realiza una revisión permanente en la estructura, mobiliario, equipos y
materiales usados en el Tráiler de la Ciencia.
El Tráiler de la Ciencia ha contribuido en el aprendizaje de conceptos vistos en clase
con instrumentos didáctico-interactivos, en donde ellos mismos completarán el ciclo
enseñanza-aprendizaje. El Tráiler de la Ciencia tiene mejores resultados si se atiende
una escuela en un periodo de tiempo de dos días. En esta modalidad de atención escola­
rizada se sugiere que se empiece con los niños de 1º a 4º el primer día y el segundo día
los de 5º y 6º, con la intención de tener un trato más personalizado con los estudiantes
de grados superiores y garantizar las interacción con los elementos didácticos y con los
guías facilitadores.
El Tráiler de la Ciencia se ha constituido ya en un espacio educativo-recreativo donde
niños y jóvenes, así como el público en general, tienen la oportunidad de investigar
fenómenos de las ciencias físicas y de la vida, experimentar y ensayar con la tecnología
de la comunicación y, sobre todo, aprender en un ambiente divertido.
Productos entregados
El proyecto consistió en el diseño, construcción y operación de un museo móvil
denominado el Tráiler de la Ciencia de Quintana Roo. El tráiler fue conceptualizado
como un aula interactiva-didáctica-itinerante, con una superficie desplegable de 70
m2 con más de 40 elementos temáticos, conformada por un contenedor construido y
adaptado, desmontable, abatible, con autonomía eléctrica y transportable, impulsado
por un vehículo de tres toneladas. Se complementa con una camioneta de doble cabina,
adaptada con equipo de perifoneo y promoción.
149
150
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Sin duda alguna, después de la experiencia que ha representado el trabajar con esta
herramienta en las zonas más vulnerables de Quintana Roo, como es la zona maya, el
Tráiler de la Ciencia se propone como una herramienta apropiada para la divulgación,
ya que nuestros niños mayas han tenido contacto por primera vez con la ciencia,
la tecnología y la innovación en su propio medio. El Tráiler de la Ciencia tiene como
parte de su misión promover una más amplia y diversa percepción de la ciencia en las
comunidades de Quintana Roo.
Mediante la vinculación con los ayuntamientos de los municipios a través de la celebración
de convenios de colaboración ha sido posible estar en la mayoría de los municipios del
estado de Quintana Roo (Figura 5). A partir de junio de 2007 y hasta abril de 2010, el
Tráiler de la Ciencia ha atendido a más de 140 mil asistentes (Figura 6), recorrido 12,273
km en 6 de los 9 ayuntamientos que conforman la geografía estatal y atendido a más de
360 escuelas de educación básica, preescolar, media superior y superior (Figuras 7 y 8).
Además, desde su inauguración, el 20 de junio de 2007, en la administración del Lic.
Félix Arturo González Canto, gobernador constitucional de Quintana Roo, el Tráiler de
la Ciencia ha sido invitado a participar como proyecto exitoso en la EXPOCIENCIA y
TECNOLOGÍA 2007, celebrada en la H. Cámara de Diputados; también ha estado en la
ciudad de Puebla de los Ángeles a solicitud del Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología del
Estado de Puebla (CONCYTEP), ha participado en la 2ª Feria Internacional de la Salud en
la ciudad de Corozal, Belice, dando así paso a la internacionalización de esta herramienta
de diseño orgullosamente mexicano, con toque quintanarroense.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
RED DE MONITOREO ESTATAL DE PARÁMETROS1
RELACIONADOS CON PROYECTOS DE ENERGÍA
J. Antonio Hoy Manzanilla y Antonio Pech Palacio2
Introducción
La crisis de alimentos y el incremento del precio de los energéticos a nivel mundial
afectan la economía de todos los países. México, por el estatus de su riqueza petrolera
y la tendencia de la misma, no escapa a esta situación por lo que se requiere de forma
urgente buscar fuentes alternas de energía, para su uso inmediato y futuro.
Quintana Roo es el estado más oriental en la punta de la Península de Yucatán, con
una superficie de 42,360 km². Limita con los estados mexicanos de Yucatán hacia el
noroeste, Campeche hacia el oeste, los países centroamericanos de Belice y Guatemala
al sur, y el Golfo de México y el Mar Caribe al este y al norte. El 99% de la superficie
del estado de Quintana Roo presenta clima cálido subhúmedo y el 1% cálido húmedo,
localizado en la isla de Cozumel. La temperatura media anual del estado es de 26°C, la
temperatura máxima promedio es de 33°C y se presenta en los meses de abril a agosto;
la temperatura mínima promedio es de 17°C durante el mes de enero. La precipitación
1 Proyecto
FOMIX: QROO-2008-C02-109703
Monto aprobado y total: $1,180,000.00
2 Director
del Consejo Quintanarroense de Ciencia y Tecnología.
151
152
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
media estatal es alrededor de 1,300 mm anuales; las lluvias se presentan durante todo el
año, siendo más abundantes en los meses de junio a octubre. El clima cálido subhúmedo
favorece el cultivo de caña de azúcar, chile jalapeño, maíz, arroz, hortalizas y frutales
como chicozapote, naranja, toronja, papaya, limón agrio, mango y piña entre otras
(INEGI, 2010).
El 17 de diciembre de 2007 la H. Legislatura del estado aprobó la nueva Ley de Des­
arrollo Económico y Competitividad del Estado de Quintana Roo. Dicha Ley, además de
establecer las bases sobre las cuales se sostiene el modelo de desarrollo económico basado en la competitividad, establece la creación de siete instrumentos, que incluye entre
otros la formación de la Comisión de Energía (CENER). Con este preámbulo se desarrolló
el proyecto de la Red de Monitoreo Estatal de Parámetros relacionados con proyectos
de Energía, que tiene como finalidad el tener en operación una red de estaciones de
medición que registren parámetros climatológicos y de energía, en tiempo real, y cuya
información sea accesible vía un portal web. Los requerimientos que debería cumplir la
red se presentan en la Figura 1.
Figura 1. Secuencia de Flujo de Datos
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La demanda atendida de la convocatoria 2008-02, fue la 3.2 denominada Red de
Monitoreo Estatal de Parámetros Relacionados con Proyectos de Energía (modalidad d),
que plantea que una de las necesidades más importantes a que da lugar el objeto de la
Comisión de Energía de Quintana Roo, es el monitoreo en diversas partes del estado de
los parámetros que sirven como elementos de decisión en proyectos relacionados con la
generación y consumo de la energía, de manera continua, confiable y oportuna. Como
ejemplo de tales parámetros, sin pretender ser limitativos, se cuentan: la temperatura, la
velocidad del viento, la radiación solar, la precipitación pluvial, la humedad, etc.
Objetivo general
El objetivo del proyecto es tener en operación una red de estaciones de medición que
registren parámetros climatológicos y de energía, en tiempo real, y cuya información
histórica o puntual sea accesible vía Internet para todos los interesados.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
En coordinación con la Comisión de Energía (CENER) de Quintana Roo, se instalaron 12
estaciones meteorológicas de la marca WeatherHawk, modelo 916. Las estaciones se
instalaron en azoteas de edificios públicos, se fijaron a la loza y se utilizaron tensores
con cable de acero inoxidable para darles mayor estabilidad y firmeza (Figura 2). Cada
estación cuenta con interfaces de radio frecuencia y TCP/IP (Protocolo de Transmisión
de Comunicaciones / Internet Protocolo). Tiene sensores para medir los parámetros de
dirección del viento, velocidad del viento (Km/h), irradiación solar (W/m2), temperatura
(°C), sensación térmica (°C), índice de calor (°C), punto de rocío (°C), evapotranspiración
(mm), humedad (%), precipitación pluvial (mm) y presión barométrica (mb).
Las estaciones se ubicaron en los nueve municipios de Quintana Roo: Benito Juárez,
Cozumel, Felipe Carrillo Puerto, Isla Mujeres, José María Morelos, Lázaro Cárdenas,
Othón P. Blanco, Solidaridad y Tulum. Adicionalmente se instalaron tres estaciones: una
en la oficina de Protección Civil del gobierno del estado, otra en la Comisión de Energía y
la última en el Consejo Quintanarroense de Ciencia y Tecnología (Figura 2).
Cada estación meteorológica WeatherHawk está diseñada para facilitar su instalación y
manejo. Incluye una batería (aunque hubiese una falla de energía eléctrica, la estación
tiene una memoria interna que le provee autonomía de almacenamiento y conservación
de la información por aproximadamente 30 días) que se recarga vía corriente alterna
(220V) o con un panel solar de 1.6W; tanto la estación meteorológica y el panel solar
153
154
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 2. Esquema de la Red de Estaciones Meteorológicas
Estación meteorológica
WeatherHawk y panel
solar
que alimenta la batería se ins­talan en un tubo o mástil. En el proyecto, se realizó el curso
“Redes y Estaciones Meteorológicas, Operatividad y Ma­nejo”, donde se instruyó a los
encargados y responsables de cada estación meteorológica.
Cada estación, con sus equipos componentes y programas informáticos, permite entregar
los datos meteorológicos en tiempo real, además calcula el valor de la evapotranspiración,
y presenta los datos en forma simple y amigable. La estación WeatherHawk incluye el
software denominado Loggernet que permite la gestión de los datos recabados. La
estación está totalmente ensamblada e incluye los sensores meteorológicos y una caja
protectora que contiene el microprocesador, batería recargable y una radio transmisorareceptora de amplio espectro. El microprocesador de la estación de terreno registra
automáticamente cada uno de los sensores, guarda la información en un almacenador
de datos, antes de transmitirlos a un computador (PC) remoto, vía el radio de amplio
espectro (Campbell Scientific, modelo RF400). La base de datos y la lectura puntual en
tiempo real están disponibles para el responsable de la estación y el público en general
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 3. Pantalla de presentación de datos en tiempo real en las terminales (PC)
asociadas a las estaciones de la Red Meteorológica de Quintana Roo
a través de un portal web. Por medio de una interfaz gráfica, el usuario selecciona y
visualiza los datos meteorológicos obtenidos por cada estación meteorológica (Figura 3).
En el curso de capacitación para responsables de las estaciones meteorológicas se contó
adicionalmente con representantes de la Red de Estaciones Agroclimáticas del Estado de
Quintana Roo, que ligadas mediante un convenio al INIFAP del estado, están interesados
en hacer crecer esta Red Estatal de Monitoreo, intercambiando conocimientos, expe­
riencia y aplicaciones de la información obtenida con la Red de Monitoreo de Paráme­
tros de Energía, para darle atención al sector agrícola.
155
Hora
12:20:00
12:10:00
12:00:00
11:50:00
11:40:00
11:30:00
11:20:00
11:10:00
11:00:00
10:50:00
10:40:00
10:30:00
10:20:00
10:10:00
10:00:00
09:50:00
09:40:00
09:30:00
09:20:00
09:10:00
09:00:00
08:50:00
08:40:00
08:30:00
08:20:00
08:10:00
08:00:00
07:50:00
Fecha
13/04/2010
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13/04/2010
13/04/2010
13/04/2010
14.37
13.86
13.55
13.37
13.00
10.47
9.07
7.76
7.62
6.29
5.91
5.88
8.17
7.30
6.61
6.54
6.68
7.26
6.12
6.50
6.18
5.27
4.17
3.38
1.71
1.33
1.57
2.29
Velocidad
del viento
km/h
119.29
120.52
124.63
127.59
129.76
132.98
130.78
119.33
103.31
125.46
94.65
94.70
89.46
96.56
91.59
93.43
81.52
83.79
83.83
92.97
94.17
93.26
94.43
81.70
9.26
338.26
328.84
345.61
Dirección
del viento
°
22.46
21.64
22.74
21.36
18.61
21.09
16.13
13.65
15.03
13.93
12.83
11.45
14.48
14.48
13.65
16.13
14.20
12.55
11.17
11.72
10.90
12.83
9.25
7.59
5.94
3.46
4.84
6.22
Velocidad
del viento
máx km/h
29.95
29.59
29.79
29.88
29.40
30.51
30.35
29.61
29.04
29.53
28.94
28.83
28.69
28.90
29.15
29.01
28.66
29.27
29.79
29.01
29.14
29.22
29.01
28.45
25.49
25.26
24.61
24.34
Temp
Máx
°C
28.08
27.90
27.87
27.88
28.03
28.25
28.04
27.88
27.71
27.29
27.44
27.53
27.26
27.70
27.49
27.51
27.23
27.39
27.54
27.41
27.49
27.68
27.39
25.15
24.80
24.40
23.95
23.74
Temp
Min
°C
28.86
28.65
28.70
28.67
28.59
29.22
28.96
28.64
28.20
28.24
28.07
28.09
27.86
28.08
28.12
28.11
27.81
28.07
28.22
27.96
28.02
28.25
28.05
26.75
25.06
24.81
24.29
23.96
Temp
Promedio
°C
Figura 4. Datos históricos Estación Meteorológica de COQCYT (13 de abril de 2010, 12:31 hrs)
41.90
43.24
43.64
43.14
40.63
39.61
41.53
44.34
45.67
47.03
46.98
48.57
49.00
48.48
48.07
48.38
48.61
47.16
49.37
50.66
51.37
52.65
56.22
68.14
72.74
75.18
76.81
78.18
Hum Rel
Promedio
%
3.99
3.85
3.76
3.71
3.61
2.91
2.52
2.16
2.12
1.75
1.64
1.63
2.27
2.03
1.84
1.82
1.86
2.02
1.70
1.80
1.72
1.46
1.16
0.94
0.48
0.37
0.44
0.64
Vel Viento
Promedio
m/s
156
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Como se mencionó anteriormente, se cuenta con un portal web (http://cener.blogdns.
com), donde los usuarios en general pueden visualizar en tiempo real los datos de todas
y cada una de las estaciones, asimismo, los datos históricos de la Red de Estaciones
Meteorológicas de Quintana Roo (Figura 4). La inauguración oficial de la Red de
Estaciones Meteorológicas de Quintana Roo se llevó a cabo en el mes de abril de 2010.
Como parte de sus acciones para el mejoramiento y desarrollo continuo de la entidad,
Quintana Roo crea la Comisión de Energía y además se pone a la vanguardia al
establecer su propia Red de Estaciones Meteorológicas que monitorea, en tiempo real,
las condiciones ambientales en todo el estado. En su primera etapa la red consta de 12
estaciones meteorológicas instaladas a lo largo del territorio estatal. Actualmente, las
estaciones toman lecturas de 16 parámetros y trasmiten los datos a un servidor central
ubicado en las oficinas de la CENER para crear una base de datos global de estaciones
meteorológicas. A partir de estas mediciones y la base de datos global se alimenta un
portal web de desarrollo para permitir a todo público la visualización y acceso a los datos.
Dentro de las acciones en desarrollo destacan el proceso de validación de sus mediciones
por parte de la Comisión Nacional del Agua, su integración a una red nacional de
monitoreo y ser un generador de una base de datos de parámetros de energía que
servirá de fuente de información para muchos campos del quehacer de la vida de los
quintanarroenses.
Productos entregados
En el marco de la Ley de Desarrollo Económico y Competitividad del Estado de Quintana
Roo y la conformación de la Comisión de Energía (CENER), se llevó a cabo un proyecto
cuyo objetivo fue tener en operación una red de estaciones de medición que registren
parámetros climatológicos y de energía, en tiempo real. Se conformó una red de doce
estaciones meteorológicas ubicadas en los nueve municipios del Estado de Quintana Roo
que registran parámetros de dirección del viento, velocidad del viento, irradiación solar,
temperatura, sensación térmica, índice de calor, punto de rocío, evapotranspiración,
humedad relativa, precipitación pluvial y presión barométrica, en tiempo real, y cuya
información histórica o puntual es accesible vía un portal web para todos los interesados.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
La Red de Estaciones Meteorológicas de Quintana Roo tiene un impacto social directo al
permitir a la comunidad en general acceso a información climatológica, en tiempo real, de
las diferentes regiones de Quintana Roo, con el fin de determinar según su conveniencia
el uso de esta información. El impacto económico se sustenta en la posibilidad de
157
158
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
solicitar con datos validados la disminución de las tarifas eléctricas, al menos por
regiones, para Quintana Roo, de acuerdo con los registros históricos de las temperaturas
promedio y de otros parámetros como la sensación térmica. El conocimiento de áreas
de alta captación energética (solar, eólica, etcétera) abre la posibilidad de su uso como
fuentes alternativas de energía en los sistemas de producción rural e industrial con un
impacto positivo al ambiente y con un impacto económico en el sector productivo (social
y privado) en el mediano plazo. El uso de energías más limpias reduce la contaminación
ambiental y, por lo tanto, estimula el turismo, tan importante para el estado de Quintana
Roo y para México. El impacto económico en el sector académico y de investigación es
el tener una plataforma virtual para hacer uso de las instalaciones físicas en tiempo real
y obtener los datos climatológicos validados de todo el estado, para los estudios de tesis
de licenciatura y posgrado, y para los proyectos de investigación a desarrollarse en las
IES y centros de investigación en esta área temática; asimismo, se evita la duplicidad de
inversión en equipos de medición climatológica y de parámetros de energía.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
SAN LUIS POTOSÍ
159
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
CÁNCER CERVICOUTERINO E INFECCIONES POR
VIRUS DEL PAPILOMA1 HUMANO EN EL ESTADO
DE SAN LUIS POTOSÍ
Rubén López Revilla2
Resumen
El cáncer cervicouterino (CaCu), uno de los principales problemas de salud en el país
y en el estado de San Luis Potosí (SLP), se debe a la infección persistente del epitelio
del cuello uterino por virus del papiloma humano de alto riesgo (VPH-AR), transmitidos
por contacto sexual. Los programas para la detección oportuna del CaCu se basan en
el análisis citológico de raspados del cérvix con el método de Papanicolaou, aunque
alrededor del 15% de las mujeres con citología normal tienen infección por VPH-AR,
por lo cual la detección del material genético viral tiende a suplantar al Papanicolaou en
el tamizaje contra el CaCu. Nosotros demostramos que en la capital de SLP las lesiones
neoplásicas del cérvix son más frecuentes y severas entre las mujeres más jóvenes y
empleamos un método de amplificación seguida de restricción (PCR-RFLP) para tipificar
los VPH-AR en mujeres con displasias y CaCu residentes en el estado de San Luis Potosí.
1
Proyecto FOMIX: SLP-2006-C01-62319
Monto aprobado y total: $790,000.00
2 Del
Laboratorio de Biotecnología Médica y Pecuaria, División de Biología
Molecular, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica.
161
162
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El tipo 16 (VPH16) tuvo la más alta prevalencia y fue seguido por el tipo 31 en lugar del
18, esperado en segundo lugar. Estos hallazgos plantearon la necesidad de caracterizar
la distribución geográfica de los VPH-AR circulantes para evaluar la eficacia potencial de
las vacunas actuales contra VPH, investigar si la prevalencia y severidad de las lesiones
neoplásicas en las mujeres jóvenes de la capital podría deberse a una variante más
oncogénica de VPH16, probar diversos marcadores moleculares virales y genéticos para
evaluar más objetivamente el riesgo y la progresión de las lesiones del CaCu y consolidar
la Red de Investigación del Cáncer Cervicouterino.
Palabras clave
Cáncer cervicouterino; virus del papiloma humano; epidemiología molecular.
Introducción
Cáncer cervicouterino
El cáncer cervicouterino (CaCu) es la segunda causa de muerte por cáncer entre las
mujeres del mundo y en México (Pisani y col., 1999, 2002).
En el año 2000, 80% de los casi 500 mil nuevos casos y las 190 mil defunciones globales por
CaCu ocurrieron en el mundo en desarrollo, dentro del cual los países latinoamericanos
tienen tasas de incidencia sólo superadas por los países de África Oriental (Lewis, 2004).
Papilomavirus
Zur Hausen (1988) demostró que la infección persistente por virus del papiloma humano
(VPH) —cuyo material genético es ácido desoxirribonucleico (ADN) de cadena doble y estructura circular (“episomal”) de unos 8 mil pares de bases de largo— es responsable de
la transformación neoplásica del epitelio del cuello uterino. Actualmente se acepta que
los VPH son los agentes de transmisión sexual más comunes (Volkow y col., 2001) y que la
infección por tipos virales de alto riesgo es un factor necesario para el desarrollo del CaCu
(Muñoz y col., 1993; Walboomers y col., 1999).
La proliferación descontrolada del epitelio cervical resulta de la expresión de las
oncoproteínas virales E6 y E7 que bloquean a dos proteínas clave con actividad supresora
de tumores: retinoblastoma (Rb) y p53 (Dyson y col., 1989). Tres procesos pueden
incrementar la expresión de las oncoproteínas virales y la transformación neoplásica: 1)
un alto número de copias del genoma de VPH (el ADN de VPH16 aumenta varios órdenes
de magnitud al aumentar el grado de la enfermedad cervical) (Kozuka y col., 2000); 2)
mutaciones que afectan los motivos yy1 en la región larga de control del genoma viral
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
(Kozuka y col., 2000); y 3) integración del ADN viral al genoma celular (el marco de lectura
abierto del gen E2, cuyo producto reprime al promotor P97 de los genes E6 y E7, es
interrumpido o destruido preferentemente durante la integración) (Swan y col., 1999).
La integración del genoma viral es más frecuente en las lesiones de alto grado y también
parece aumentar la velocidad de progresión hacia el cáncer invasor (Nagao y col., 2002).
VPH genitales: tipos de alto y bajo riesgo
Se reconocen más de 100 tipos de VPH, de los cuales unos 40 infectan el aparato genital
(De Villiers, 2001).
Se consideran de bajo riesgo (VPH-BR) los tipos que se encuentran en verrugas y lesiones
benignas, y de alto riesgo los que se encuentran en carcinomas (VPH-AR). Los principales
VPH-BR son once (6, 11, 40, 42, 43, 44, 54, 61, 70, 72, 81), y los VPH-AR son 15 (16, 18,
31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68, 73 y 82) (Muñoz y col., 2003).
Algunas variantes de VPH más oncogénicas tienen mayor prevalencia en países en
desarrollo, donde contribuyen a las elevadas tasas de incidencia y mortalidad. En México,
25% de los casos de CaCu invasor se atribuyen a la variante asiático-americana (AA) de
VPH16, y la probabilidad de desarrollar cáncer invasor por esta variante es mayor que
por la variante europea (Berumen y col., 2001).
La amplificación por PCR es el método más flexible para abordar la detección,
genotipificación, carga viral, secuenciación y análisis de mutantes de VPH (Monk y col.,
1994; Schiffman y col., 1991). Es también el método más sensible, pues permite detectar
desde 10 moléculas de genoma viral presentes en una muestra.
El método de PCR-RFLP (Fujinaga y col., 1991) consiste en la amplificación de secuencias
de VPH para obtener productos de una región del genoma que luego son sometidos
al análisis del polimorfismo de la longitud de sus fragmentos de restricción (en inglés,
restriction fragment length-polymorphism, RFLP). Constituye la tecnología de entrada a
los métodos de tipificación (Hubbard, 2003) y es el más sencillo para detectar cambios
de secuencia, porque los instrumentos necesarios para llevarla a cabo son accesibles y
no requiere isótopos radiactivos (Mas-Oliva, 2004).
Nosotros empleamos un método de PCR-RFLP para detectar los siete tipos más
frecuentes de VPH-AR genitales (López-Revilla y col., 2008), pero para este proyecto
decidimos usar el método de PCR multiplex anidada (PCR-MA) de Sotlar y col. (2004),
que permite identificar 20 tipos de VPH genitales: 13 de alto riesgo y siete de bajo riesgo.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Epidemiología del CaCu y la infección por VPH en San Luis Potosí
Nuestro grupo estudió la prevalencia de lesiones neoplásicas del cérvix en la población
abierta de tres de las cuatro zonas del estado de San Luis Potosí (Centro, Altiplano,
Media). Las lesiones neoplásicas fueron más prevalentes y severas entre las mujeres
más jóvenes de la capital del estado (Rosales-Ortuño y col., 2003).
Al tipificar los VPH-AR mediante PCR-RFLP encontramos que VPH16 tuvo la más alta
prevalencia, seguido por el tipo 31 y no por el tipo 18, que era el esperado en segundo
lugar. Por otra parte, encontramos que 20% de las mujeres estudiadas tenían infecciones
simultáneas por dos o tres tipos de VPH-AR (López-Revilla y col., 2008).
Estos hallazgos, relevantes para decidir la aplicación de vacunas profilácticas contra la
infección por VPH —tal como la vacuna tetravalente dirigida contra los tipos 16 y 18
de alto riesgo y 6 y 11 de bajo riesgo—, plantearon la necesidad de estudiar mejor la
infección del cérvix por VPH y atender la demanda de tipificación en el estado.
Progresión y riesgo de CaCu
Las mujeres atendidas en el programa de detección oportuna del CaCu son sujetas
a exploración ginecológica y toma de raspados cervicales analizados con el método
de Papanicolaou.
Las lesiones neoplásicas diagnosticadas por análisis microscópico de las células
cervicovaginales con el método de Papanicolaou se clasifican en tres tipos de severidad
creciente: 1) células escamosas atípicas de significado indeterminado (ASCUS); 2) lesión
intraepitelial escamosa de bajo grado (LSIL); y 3) lesión intraepitelial escamosa de
alto grado (HSIL) que incluye al cáncer invasor (Solomon y col., 2002). El diagnóstico
citológico convencional detecta un exceso de mujeres con resultados no concluyentes
(ASCUS, LSIL), sin lesiones significativas o con lesiones que regresan espontáneamente.
Estas limitaciones provocan una elevada sobrecarga asistencial para el diagnóstico y
tratamiento (Puig-Tintoré, 2003).
Biomarcadores moleculares de riesgo y progresión del CaCu
Las pruebas ideales de biomarcadores moleculares para determinar la progresión de las
lesiones neoplásicas del CaCu que complementen o suplanten al Papanicolaou deben
tener alto valor predictivo positivo y negativo e identificar exclusivamente mujeres con
enfermedad significativa (HSIL) y potencial de progresión hacia el cáncer invasor.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En este proyecto nos propusimos montar los métodos para analizar la carga viral, la
integración del genoma de VPH16 y la expresión de la proteína p16INK4a como marcadores
de progresión de las lesiones neoplásicas y el polimorfismo del gen p16INK4a como
marcador de riesgo de desarrollar CaCu invasor.
Carga viral e integración de VPH
La carga viral elevada (medida por el número de copias de genoma de VPH) y la integración
del genoma viral son más frecuentes en las lesiones de alto grado y parecen aumentar la
velocidad de progresión hacia el cáncer invasor (Nagao y col., 2002).
La PCR en tiempo real o cuantitativa (qPCR) se emplea para determinar indirectamente
el estado físico del genoma de VPH16 porque distingue la forma episomal pura de las
formas mixtas (i.e., episomal e integrada) del ADN de VPH16 (Nagao y col., 2002). Se
basa en la interrupción preferente del gen E2 durante la integración del genoma viral,
que se acompaña de pérdida de ciertas secuencias del mismo gen. El número de copias
del oncogén E6 y del gen E2 son equivalentes en las formas episomales, en tanto que
el número de copias del gen E2 es menor que el de E6 en las formas mixtas (episomal e
integrada) y nulo en las formas integradas puras (Nagao y col., 2002).
Polimorfismo y expresión del gen p16INK4a
Ciertas mutaciones puntuales (“polimorfismos” o “SNP”) del gen p16INK4a están asociados
a la progresión tumoral en pacientes con cáncer colorrectal (McCloud y col., 2004).
Por otra parte, la proteína p16INK4a es un buen marcador de la progresión de lesiones
neoplásicas porque se sobreexpresa únicamente en las células basales o parabasales del
epitelio del cuello uterino con lesiones inducidas por VPH-AR con desregulación celular
debida a la expresión de los oncogenes virales (Puig-Tintoré, 2003; Agoff y col., 2003;
Wang y col., 2004; Volgareva y col., 2004).
El interés en el gen p16INK4a y sus alelos polimórficos deriva de abundantes evidencias
sobre su papel en la supresión de tumores. En muchas genealogías de melanoma familiar
las mutaciones de p16INK4a segregan con la enfermedad y una fracción significativa de
carcinomas primarios y esporádicos del esófago y páncreas tiene mutaciones puntuales
de p16INK4a (Enders, 2003). McCloud y col. (2004) han asociado los polimorfismos de
p16INK4a con la progresión tumoral en pacientes con cáncer colorrectal. A pesar de estos
antecedentes, hasta este proyecto no se había tratado de evaluar el polimorfismo del
gen p16INK4a como factor de riesgo del CaCu.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Red de Investigación del Cáncer Cervicouterino
En vista del interés creciente sobre el CaCu y la infección por VPH en San Luis Potosí,
decidimos consolidar la Red de Investigación del Cáncer Cervicouterino como grupo
multidisciplinario que contribuya al avance y difusión del conocimiento de este problema
de salud pública y coadyuve a su control y prevención en el estado.
Demanda que atendió el proyecto
Este proyecto atendió la demanda de investigación sobre aspectos epidemiológicos,
clínicos, de investigación básica y de los sistemas de atención a la salud en el estado de
San Luis Potosí.
Objetivos
Los objetivos del proyecto fueron la ampliación de las bases de la epidemiología
molecular de la infección por VPH genitales, el desarrollo de métodos para evaluar el
riesgo y la progresión de las lesiones neoplásicas del cuello uterino y la consolidación de
la Red de Investigación del Cáncer Cervicouterino en el estado de San Luis Potosí.
Desarrollo del proyecto
Visitamos las Clínicas de Colposcopía de las seis jurisdicciones sanitarias de los Servicios
de Salud del estado ubicadas en la capital (1 y 2), Matehuala (3), Rioverde (4), Ciudad
Valles (5) y Tamazunchale (6), para obtener los raspados del cérvix y adiestrar al personal
en la toma de muestras.
Elaboramos la base de datos clínicos, sociodemográficos y de laboratorio de las mujeres
muestreadas. Analizamos los resultados del proyecto y los estamos transfiriendo al personal de la Subdirección de Salud Reproductiva y a las clínicas de colposcopía para actua­
lizarlo y mejorar el control y la prevención de la infección por VPH y del CaCu en el estado.
Productos
“Variante potosina” de VPH16
En la ciudad de San Luis Potosí identificamos tres variantes del subtipo Europeo de VPH16
(E-P A334G, 22 casos; E-P Ref, 4 casos; E-P A404T, 1 caso) y la variante AA-a (2 casos) del
subtipo asiático-americano de VPH16. La variante E-P A334G, más oncogénica que la
variante prototípica del subtipo Europeo, no había sido descrita y parece característica
de la capital del estado (López-Revilla y col., 2009).
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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Figura. 1. Frecuencia general de los tipos de VPH de alto riesgo y de bajo riesgo en las seis
jurisdicciones sanitarias del estado de San Luis Potosí
El método de PCR-MA (Sotlar y col. 2004) permitió identificar 17 tipos de VPH circulantes en todo el estado
de San Luis Potosí: 11 de alto riesgo (AR) y seis de bajo riesgo (BR). La gráfica muestra las frecuencias porcentuales de los tipos de alto y bajo riesgo en orden descendente. VPH-AR: 33, 16, 18, 51, 39, 56, 68, 52, 31, 59,
45 y 35. VPH-BR: 6, 11, 43, 66, 42 y 44.
Además, desarrollamos un método de clonación del genoma de VPH para seguir
caracterizando los subtipos y variantes característicos de la región mediante el análisis
de nuestra colección de raspados cervicales (Magaña, 2009).
Tipos de VPH circulantes
Determinamos la prevalencia de la infección cervical por los tipos de VPH de alto y bajo
riesgo en las seis jurisdicciones sanitarias con el método de PCR-MA (Sotlar y col., 2004).
Sorpresivamente encontramos que el tipo más frecuente de VPH-AR fue el 33, con el
doble de casos que el tipo 16 (Figura. 1), que había sido el más frecuente en un estudio
previo (López-Revilla y col., 2008).
Estos resultados implican que en esta región la eficacia de las vacunas actuales (dirigidas
contra los tipos 6, 11, 16 y 18) podría ser insuficiente, ya que entre las mujeres potosinas
la frecuencia combinada de los tipos 16 y 18 de alto riesgo apenas llega a 18.6% y la de
los tipos 6 y 11 de bajo riesgo a 6.6% de todas las infecciones por VPH genitales.
168
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Por otra parte, la distribución general de los tipos de VPH en el estado es diferente al
promedio global y varía en cada jurisdicción sanitaria, como ejemplifican las diferencias
del tipo 33 entre la capital y el sur de la Huasteca potosina (Figura. 2).
Carga viral e integración de VPH16
Aumentamos notablemente la sensibilidad de la qPCR para los genes E2 y E6 de VPH16
mediante amplificación sucesiva de una secuencia más larga y luego de otra más corta
incluida en la primera (“qPCR anidada”) empleando el fluorocromo EvaGreen. Este
avance ya fue publicado (Hernández-Arteaga y López-Revilla, 2010) y esperamos que
tenga amplia aplicación en biología molecular.
Al cuantificar los genes E6 y E2 para determinar la carga viral y la integración del genoma
de VPH16 descubrimos que durante la infección del cérvix las mutaciones por deleción
(i.e., pérdida) de segmentos del genoma viral ocurren con frecuencia similar en los
genes E2 y E6. Este hallazgo abre nuevas perspectivas en el estudio de la replicación y la
transformación neoplásica por VPH.
Figura. 2. Frecuencia de los tipos de VPH general, en la capital del estado y en
el sur de la Huasteca
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Polimorfismos y expresión del gen p16INK4
Hemos simplificado el método para identificar los SNP del gen p16 y lo hemos aplicado
en dos líneas de células humanas y en 20 pacientes, así como en un estudio de casos y
controles (mujeres con CaCu vs. mujeres sin displasia cervical).
Dos alelos de p16INK4 fueron más frecuentes en mujeres con CaCu invasor y un alelo
fue menos frecuente en las mujeres control. Los alelos sobrerrepresentados podrían
aumentar el riesgo de desarrollar CaCu y el subrepresentado disminuirlo.
Actualmente estamos analizando biopsias seriadas de las mismas pacientes para
correlacionar la progresión de las lesiones neoplásicas con la expresión inmunocitoquímica
de la proteína p16 en el tiempo.
Red de Investigación del CaCu
Las visitas a las clínicas de colposcopía nos permitieron capacitar e incorporar a la Red de
Investigación al personal que colaboró en el proyecto. A continuación enlistamos a los
principales participantes en el proyecto:
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Dr. Rubén López Revilla. Investigador Titular, División de Biología Molecular (DBM)
del IPICYT. Responsable técnico del proyecto.
Dr. Cuauhtémoc Oros Ovalle. Jefe del Departamento de Anatomía Patológica,
Hospital Central Dr. Ignacio Morones Prieto. Colaborador clave para el estudio de la
epidemiología y el trabajo sobre el gen p16.
Dr. Julio Castelo Ruelas. Jefe de la División de Ginecología y Obstetricia y de la Clínica
de Displasias, Hospital Central Dr. Ignacio Morones Prieto. Ha colaborado en el
trabajo de casos y controles para analizar la expresión del gen p16.
Dr. Julio Ortiz Valdez. Jefe de la Clínica de Colposcopía, Jurisdicción Sanitaria 1
(ciudad de San Luis Potosí). Ha participado en la toma de muestras y en la emisión
de diagnósticos clínicos y colposcópicos.
Dra. Sandra Olimpia Gutiérrez. Investigadora, Facultad de Enfermería (FE) de la
Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP). Ha colaborado en los trabajos de
epidemiología y tipificación de VPH.
Dra. Olimpia Porras Flores. Jefa, Clínica de Colposcopía de Matehuala. Ha participado
en la toma de muestras de su clínica.
Dr. Héctor Navarro Tristán. Jefe, Clínica de Colposcopía de Rioverde. Ha participado
en la toma de muestras de su clínica.
Dra. Claudia Mireya Gutiérrez. Jefa, Clínica de Colposcopía de Tamazunchale. Ha
participado en la toma de muestras de su clínica.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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Biól. Mireya Guadalupe Sánchez Garza. Técnica Académica, DBM-IPICYT. Ha
participado en el adiestramiento y supervisión de estudiantes para la tipificación de
VPH, en la colecta de muestras y el registro de datos clínicos.
Dra. Yolanda Terán Figueroa. Investigadora, FE-UASLP. Ha participado en las visitas
a las clínicas de colposcopía, la colecta de muestras y el registro de datos clínicos.
M.S.P. Ma. Ángela Torres López. Asociada al trabajo de laboratorio y epidemiológico,
obtuvo la maestría de la FE-UASLP con una tesis codirigida por Yolanda Terán
Figueroa y Rubén López Revilla.
Q.F.B. Raúl de la Rosa Martínez. Encargado de la tipificación de VPH con el método
de PCR-MA, montado por él. Adiestró y supervisó estudiantes, participó en la colecta
de muestras y desarrolló la base de datos clínicos.
M.C. Luisa Eugenia del Socorro Hernández Arteaga. Candidata al doctorado en
biología molecular del IPICYT. Trabajó en la cuantificación de los genes E2 y E6
de VPH mediante qPCR y su relación con la integración y el grado de las lesiones.
Adiestró y supervisó estudiantes en la teoría y práctica de la qPCR.
M.C. Juan Manuel Mendoza Hernández. Candidato al doctorado en biología
molecular del IPICYT. Investigó los polimorfismos y la expresión del gen p16INK4a.
M.C. Claudia Magaña León. Obtuvo la maestría en biología molecular con una tesis
sobre la clonación de las variantes de VPH. Acaba de hacer una estancia con la Dra.
Silvia de Sanjosé (Instituto Catalán de Oncología, Barcelona) para tipificar VPH en
tumores archivados en bloques de parafina.
Ing. Bioq. Miriam Reynoso Villanueva. Obtuvo el título profesional del Instituto
Tecnológico de Celaya con una tesis que optimizó las condiciones de la PCR-MA.
Artículos publicados
•
•
•
López-Revilla R, Martínez-Contreras LA, Sánchez-Garza M. “Prevalence of highrisk human papillomavirus types in Mexican women with cervical intraepithelial
neoplasia and invasive carcinoma”. Infectious Agents and Cancer 3:3, 2008.
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Hernández-Arteaga S, López-Revilla R. “Quantitation of human papillomavirus
type 16 E6 oncogene sequences by real-time or quantitative PCR with EvaGreen”.
Analytical Biochemistry 380:131-133, 2008.
López-Revilla R, Pineda MA, Ortiz-Valdez J, Sánchez-Garza M, Riego L. “Human
papillomavirus type 16 variants in cervical intraepithelial neoplasia and invasive
carcinoma in San Luis Potosi City, Mexico.” Infectious Agents and Cancer 4:3, 2009.
http://www.infectagentscancer.com/content/4/1/3
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Participaciones en congresos
II Foro Estatal Interinstitucional de Investigación en Salud. San Luis Potosí, SLP, Febrero
de 2008:
•
•
•
De la Rosa R, López-Revilla R. “Comparación de dos métodos de PCR para tipificar
virus del papiloma humano”.
Mendoza Hernández JM, Castelo J, Oros Ovalle C, Benítez Bribiesca L, García Carrancá
A, López Revilla R. “Sobreexpresión de p16INK4A como marcador de progresión
tumoral en el cáncer cervicouterino”.
Hernández Arteaga LES, López Revilla R. “Cuantificación del oncogén E6 del virus del
papiloma humano tipos 16 por PCR en tiempo real con Eva Green”.
III Foro Estatal Interinstitucional de Investigación en Salud. San Luis Potosí, SLP, Febrero
de 2009:
•
•
Magaña-León C, Sánchez-Garza M, López-Revilla R. “Protocolo para clonar la
‘variante potosina’ del virus del papiloma humano tipo 16”.
Mendoza Hernández JM, López-Revilla R. “Nuevo método para identificar los
genotipos C/G500 y C/T540 del gen supresor de tumores p16”.
VI Congreso Nacional de Virología, Rama de Virología de la Sociedad Mexicana de Bioquímica. Mérida, Yuc, Noviembre de 2009:
•
•
•
•
Magaña-León C, Sánchez-Garza M, López-Revilla R. “Clonación del virus del papiloma
humano tipo-16”.
Mendoza-Hernández JM, López-Revilla R. “Polimorfismos del gen p16INK4a en dos
líneas celulares y en un grupo de mujeres mexicanas”.
De la Rosa Martínez R, Reynoso-Villanueva M, Torres-López A, Ortiz-Valdez J, TeránFigueroa Y, López-Revilla R. “Prevalencia inesperada de virus del papiloma humano
(VPH) en mujeres de la ciudad de San Luis Potosí”.
Anguiano-Vega G, Campillo-Devora A, López-Revilla R. “Estimación de la carga e
integración de VPH16 en displasias cervicales y CaCu por qPCR anidada”.
Cuarta Reunión de la Sociedad Mexicana del Virus del Papiloma. México, DF, Junio de 2010:
•
Magaña-León C, Sánchez-Garza M, Esquer Garrigós Z, López-Revilla R. “Clonación
del genoma de virus del papiloma humano tipo 16 mediante PCR de largo alcance”.
171
172
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
Mendoza-Hernández JM, Castelo J, García I, López-Revilla R. “Los polimorfismos del
gen p16INK4a son marcadores de riesgo del cáncer cervicouterino”.
Hernández-Arteaga S, López-Revilla R. “Cuantificación ultrasensible del oncogén E6
del papilomavirus humano tipo 16 mediante qPCR anidada con EvaGreen”.
Campillo-Devora P, Anguiano-Vega GA, López-Revilla R. “Estimación de la carga e
integración de VPH16 mediante qPCR anidada con EvaGreen”.
Conclusiones y beneficios
1. En el estado de San Luis Potosí la distribución general de los tipos de VPH varía en
cada jurisdicción sanitaria y la eficacia de las vacuna tetravalente actual —dirigida
contra los tipos de VPH de alto riesgo 16 y 18 y de bajo riesgo 6 y 11— podría ser
insuficiente, dado que la frecuencia combinada de los tipos 16 y 18 es de 18.6% y
la de los tipos 6 y 11 es de 12.9% en contraste con la frecuencia del tipo 33, el más
prevalente, que es de 26.1%.
2. Hemos identificado una variante de VPH16 del subtipo Europeo, más oncogénica
que la prototípica, característica de la ciudad de San Luis Potosí y contamos con
un método de clonación para seguir caracterizando los subtipos y variantes
característicos de la región.
3. Aumentamos la sensibilidad de la PCR cuantitativa para determinar la carga viral
y la integración de VPH16 y encontramos que las deleciones del gen E6 son tan
frecuentes como las del gen E2. Este hallazgo abre nuevas perspectivas en el estudio
de la replicación y la transformación neoplásica por VPH.
4. Con el método simplificado para identificar los SNP del gen p16 y encontramos dos
alelos que aumentan y uno que disminuye el riesgo de CaCu.
5. Hemos empezado a ofrecer el servicio de tipificación de VPH al público.
6. Hemos transferido los productos del proyecto y consolidado la Red de Investigación
del CaCu con el personal de las clínicas de colposcopía del estado.
Referencias
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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175
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
OPTIMIZACIÓN DE OPERACIÓN DE PLANTA
1
TRATADORA DE AGUAS RESIDUALES
Lorenzo Cerda Guerrero (resp. téc.),2 Miguel Ángel García Galván (resp. admvo.), Manuel
Serrano Rayón, Abrahán López Arcivar, Juan Pablo Carrizales Muñiz, Gabriel Sandoval
Alvarado, José Ángel Mata Briones, Martiniano Nieto, Marcos G. Monroy Fernández
y Fernando Manzaneque Rodríguez
Introducción
La compañía Canel’s, SA de CV, es una empresa mexicana del ramo de la confitería
ubicada en la zona industrial de San Luis Potosí. Entre las prioridades de la empresa
está la implementación de estrategias que permitan el manejo sustentable del agua
en sus procesos. En el año 2006 fue construida una PTAR en las instalaciones de la
empresa con el fin de tratar las aguas residuales originadas de sus procesos productivos
y evitar impactos ambientales por sus descargas. Lo anterior, no solamente evitaría la
contaminación de los cuerpos de agua receptores, sino también utilizar el agua tratada
para diferentes fines en el interior de la empresa. El reúso del agua tratada permite
disminuir considerablemente la demanda de agua potable en la compañía, buscando
con ello estrategias que fomenten una mayor competitividad de la misma. Para lograr el
reúso del agua tratada en la PTAR, es necesario lograr una excelente calidad del efluente.
1 Proyecto
FOMIX: SLP-2006-C01-63119
Monto aprobado: $285,000.00
Aportaciones concurrentes: $285,000.00
Monto total: $570,000.00
2 Responsable
Técnico de la Empresa Canel’s de San Luis Potosí.
177
178
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Por tal motivo, es necesario garantizar que cada una de las operaciones unitarias
involucradas en el tratamiento funcionen de manera óptima. Inicialmente, la PTAR no
contaba con personal con los conocimientos ni la experiencia requerida para lograr la
estabilización y optimización de la misma. De hecho, actualmente en nuestro país existe
muy poco personal capacitado para manejar adecuadamente este tipo de instalaciones.
Además, la mayoría de las construcciones de este tipo son desarrolladas por empresas
extranjeras, por la escasa capacidad nacional para desarrollar tecnología adecuada. Por
ello, es necesario establecer alianzas entre las empresas y los centros de investigación
para abordar de manera conjunta la problemática ambiental generada por la descarga
de aguas residuales industriales.
El presente proyecto contempló la capacitación del personal a cargo de la PTAR en la
empresa con el fin de garantizar el correcto funcionamiento de la misma. Se contará
con un manual de operación que contemple las estrategias a seguir para garantizar el
funcionamiento eficiente de la PTAR. Además, se implementarán estrategias hasta lograr
la estabilización de los digestores anaerobios, con el especial énfasis en el control del PH.
Al inicio del proyecto no se tenía un control preciso del PH en los mismos. Por otra parte,
el proyecto contempla la evaluación de diferentes tasas de recirculación en los reactores
tipo UASB, con el fin de optimizar el control del PH mediante la alcalinidad generada en
el proceso de depuración del agua.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Desarrollo e innovación de procesos y productos que eleven la competitividad de las
empresas en ramas estratégicas para el estado de San Luis Potosí, como alimentos y
bebidas, metalmecánica, industria automotriz, químicos y minería. (Modalidad B
Competitivo, con aportación de 50% del financiamiento de las empresas participantes).
Objetivo general
Implementar un programa de innovación y aplicación de tecnología para la optimización
de los procesos de operación de la Planta Tratadora de Aguas Residuales (PTAR) de la
empresa Canel’s, SA. Con este proyecto, se reitera el compromiso de la empresa por
sustentar sus operaciones mitigando cualquier impacto en el ambiente y favoreciendo
a la vez la vinculación de una empresa potosina con el sector académico y científico del
estado. Este programa de innovación y aplicación de tecnología se completó mediante
el fortalecimiento y consolidación del grupo técnico de la empresa, al vincularse con
una institución con prestigio en el desarrollo y aplicación de programas de investigación
tecnológica en materia ambiental (Centro de Estudios, Asesoría y Servicios en Sistemas
Ambientales de la UASLP).
179
180
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
La planta tratadora de aguas residuales (PTAR) de Canel’s inició operaciones en el año
2006, contando con dos líneas, cada una con una combinación anaerobia (UASB)-aerobia
(lodos activados). El problema principal para su operación es el alto valor de DQO, así
como el pH del agua cruda, el cual llega a disminuir a valores por debajo de 4. Estos
valores de pH no son adecuados para el desempeño de las bacterias anaerobias, en
particular de las bacterias anaerobias metanogénicas, cuya actividad es limitada a un pH
por debajo de 6.8 en los reactores anaerobios. Al inicio, se tenía contemplado reducir
la DQO del agua de alimentación en los reactores anaerobios en casi 60%, logrando
sólo reducirla en 33 y 34%, respectivamente en cada tanque. El agua que sale de los
reactores anaerobios descargaba a los reactores aerobios con una DQO remanente de
67%, mientras que en los reactores aerobios la eficiencia alcanzada era de 50 y 52%.
Las eficiencias de la planta que se alcanzaron en este tiempo fueron de 90 al 95% sin
alcanzar tampoco la calidad del agua de descarga acorde a la NOM-003-SEMARNAT-1997
(30 mg-L-1 DBO promedio mensual para servicio al público con contacto indirecto).
Etapas del desarrollo del proyecto
Etapa 1
EL proyecto inició con la revisión de la memoria de cálculo de la operación de la PTAR. Con
ello, se hicieron las correcciones en la ingeniería de la planta de tratamiento operada por
Canel’s. A partir de la revisión, se propusieron correcciones en el esquema del proceso y
en la operación de la PTAR.
Las medidas correctivas aplicadas a la planta fueron las siguientes:
• Modificación del sistema de alimentación del agua cruda, partiendo del cárcamo de
bombeo al tanque de homogenización (antes se usaba como digestor 2 de lodos).
• Del tanque de homogenización se conectaron 2 líneas con válvulas para controlar la
alimentación del agua, de tal manera que se permite alimentar independientemente
a cada reactor anaerobio y cada reactor aerobio. Previo inicio del proyecto, sólo
alimentaban a reactores anaerobios directamente del cárcamo de bombeo.
• Se alimentaron 30 m3 de biomasa anaerobia a cada reactor anaerobio y 90 m3 a cada
reactor aerobio, se inició la neutralización y alimentación simultánea de agua con
flujo controlado a los reactores anaerobios y aerobios del tanque homogenizador,
estableciendo un pH de 7 en el tanque homogenizador como óptimo para poder
alimentar los reactores anaerobios de modo que el valor del pH dentro de los
reactores anaerobios y aerobios no disminuyera de 6.5.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
•
•
•
En la neutralización del agua de alimentación en el tanque homogenizador se usa
cal; en los reactores anaerobios se usa sosa cáustica cuando se requiere subir el pH.
Se modificó el sistema de retorno de lodos de los sedimentadores, esto para que haya
un constante retorno de lodos hacia el reactor aerobio. Antes sólo se retornaban los
lodos 2 veces por turno.
Se inició con la medición de la demanda química de oxígeno (DQO) en el agua de
alimentación y en los reactores aerobios. La DQO del agua de alimentación promedio
es de 18000 mg.L-1 y sale con un promedio de 4211 mg.L-1.
Para mejorar las condiciones de la aireación y bajar aún más la DQO de los reactores
anaerobios, se diseñó una nueva alimentación de aire a los reactores aerobios,
como se indicó en la revisión de la ingeniería de la planta referente a los sopladores.
Para cumplir con la cuarta actividad referida (Contar con el equipo de medición
instalado en planta), se compró e instaló el equipo para medición de pH en el tanque
homogenizador y en los dos reactores anaerobios.
En cuanto a la quinta actividad comprometida (Capacitar al personal), expertos
técnicos del Grupo Imbrium, SA de CV, impartieron un curso de capacitación al
personal técnico y operativo de la PTAR de Canel’s sobre “Operación de Plantas de
Tratamiento de Aguas Residuales: Anaerobia/Aerobia”.
Etapa 2
Para la segunda etapa, se cumplieron las metas y actividades comprometidas para el
proyecto en esta etapa, es decir:
• Se definió, elaboró e implementó el procedimiento para el control del pH. Se
implementó y documentó el procedimiento.
• Se capacitó a los operadores de la PTAR para llevar a cabo el procedimiento de
control del pH en los digestores anaerobios.
• Se efectuaron los cálculos correspondientes para estimar la cantidad de NaOH y
cal requerida para la neutralización del influente y para definir la tasa óptima
de recirculación para el control del pH. Con ello, se redujeron los costos para la
neutralización, así como una disminución de la DQO en el efluente.
• Se entregó hoja de cálculo y se llevó a cabo una nueva revisión del diagrama de
flujo de la PTAR, incluyendo esto los procedimientos de operación de la planta. A
partir de todas las modificaciones propuestas hasta esta segunda etapa, tanto en
su esquema de flujo, como en la alimentación de la biomasa y la optimización en la
neutralización del influente, se logró incrementar la calidad química del efluente,
lo cual se demostró mediante su análisis en un laboratorio acreditado. Los análisis
demostraron que se alcanzaron los límites establecidos por la NOM-003-SEMARNAT-1997.
181
182
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Etapa 3
Para la tercera etapa, se tenían dos metas específicas: (i) determinar la eficiencia de los
reactores anaerobios con los datos obtenidos en las pruebas de laboratorio en términos
de DQO y la estimación del la cantidad de biogás producido; y (ii) terminar el manual de
operación de la planta tratadora.
A pesar de haber incrementado sustancialmente tanto la eficiencia en la operación de la
PTAR, como en la calidad química del efluente, al término de la segunda etapa aún no se
alcanzaban las metas de eficiencia de la PTAR y de la calidad química del efluente con las
propuestas tecnológicas implantadas para el proyecto.
En cuanto a la determinación de la eficiencia de los reactores anaerobios, se implantó el
uso de una hoja de cálculo para calcular la eficiencia de los reactores.
Los beneficios del proyecto son reales, no potenciales, puesto que el usuario (Canel’s)
participó directamente en el proyecto. Además del incremento en el conocimiento
tecnológico para este tipo de operaciones, la capacitación del personal, la mejora en
la eficiencia de la PTAR y el incremento en la calidad química de las descargas, pueden
considerarse los siguientes beneficios:
•
Beneficios económicos: Disminución sustancial en el pago de cuotas a INTERAPAS
por la descarga de aguas residuales de mejor calidad ambiental.
•
Beneficio social: descarga de efluentes con mayor calidad ambiental, cercanos a los
valores normativos vigentes (NOM-003-SEMARNAT-1997).
Productos entregados
Los productos derivados de la investigación están todos documentados, siendo éstos los
siguientes:
•
•
•
•
•
Memorias de cálculo.
Acciones correctivas realizadas a la planta tratadora.
Mejora en la infraestructura para la medición y control de la operación de la PTAR .
Establecimiento y mejoras en el procedimiento para la operación de la PTAR,
incluyendo el control de pH.
Revisión de Ingeniería y Diseño de la PTAR.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Se cumplieron las metas y objetivos inicialmente propuestos en el proyecto. A partir de
las propuestas del desarrollo implantadas directamente en la PTAR durante el proyecto,
se alcanzaron las eficiencias del orden del 90-95%.
Los objetivos y metas alcanzados pueden entonces resumirse como sigue:
•
•
•
•
•
Capacitación técnica del personal de operación de la PTAR.
Equipamiento en sistemas de medición y control de la PTAR con base en una
propuesta de mejora tecnológica.
Modificación del esquema y de las condiciones de operación del proceso de la PTAR
para incrementar su eficiencia.
Documentación de la operación de la PTAR a través de hojas de cálculo.
Incremento en la eficiencia de la planta y disminución de la DQO del efluente para
cumplimiento de normativas ambientales.
183
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
SINALOA
185
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
PROTOCOLO DE MANEJO Y BIOSEGURIDAD PARA 1
EL CULTIVO DE CAMARÓN EN JAULAS FLOTANTES
Dra. María Guadalupe Martha Zarain Herzberg2
Introducción
En Sinaloa, como en diversas entidades de México, existen regiones con dificultad de
crecimiento y desarrollo económico, situación originada principalmente por el declive
de las actividades tradicionales en las zonas rurales y por rezagos en su infraestructura.
En las zonas costeras, uno de los sectores más afectados es el de los habitantes de los
campos pesqueros. Poniendo como caso tipo a Sinaloa, 11.45% de las viviendas no
cuentan con techo de cemento, el contacto de los jóvenes con las drogas es de 9.3%, lo
que supera el promedio estatal de 8.3 %. Hay un déficit de vivienda de 85%, y sólo 28%
de las viviendas disponibles cuenta con un servicio de alcantarillado sanitario.
En Sinaloa la extensión de litoral costero es de 656 kilómetros y más de 70,000 hectáreas
de aguas continentales, donde se localizan 154 comunidades pesqueras, con una fuerza
laboral de 65,000 pescadores que se dedican principalmente a la captura de especies
como el atún, camarón, tilapia, jaiba, ostión y escama, de los cuales 15 mil 500 son
pescadores ribereños que trabajan con 11 mil 825 embarcaciones menores para captura
1 Proyecto
FOMIX: SIN-2005-C01-04
Monto aprobado: $250,000.00
Otras aportaciones: $72,900.00
Monto total: $322,900.00
2 Centro
de Ciencias de Sinaloa.
187
188
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
de camarón y otras especies. Sin embargo, de acuerdo con estadísticas de SAGARPA,
solamente en tres de las 10 últimas temporadas se han obtenido volúmenes aceptables;
cifras que corroboran que los recursos marinos como el camarón y otras especies, como
sucede en otras muchas partes del mundo, se han explotado por arriba de sus límites
máximos sostenibles de producción anual.
Sin embargo, la actividad pesquera sigue teniendo gran importancia por la generación de
empleos, la atracción de divisas y como factor de desarrollo regional. Pero al enfrentar la
problemática de la sobreexplotación, la deficiente vigilancia, los intereses encontrados
entre pescadores ribereños y de altamar, además que los pescadores no tienen el
conocimiento de alguna otra alternativa productiva, no hay un avance sustantivo de esta
actividad y el sector.
Como respuesta a esta situación se plantea la oportunidad de fomentar la tecnificación
del sector a través de la diversificación de opciones productivas como la de cultivar especies acuícolas (maricultura) en función de su potencial productivo y de mercado, por
lo que el cultivo de camarón en jaulas flotantes podrá fomentar la creación de nuevas
fuentes de empleo e ingreso a familias de pescadores.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Desarrollo de protocolos de manejo y biodiversidad para la producción de camarón y
pargo cultivado en jaulas flotantes.
Objetivo general
Establecer un protocolo en la instalación, manejo, medidas sanitarias y bioseguridad
para la operación del sistema de cultivo en jaulas flotantes para camarón.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Actualmente nuestros estudios de producción de camarón blanco (Litopenaeus
vannamei) en jaulas flotantes, así como también los realizados en América del Sur y Asia,
ratifican su viabilidad biológica y productiva, constituyéndola como una biotecnología
innovadora que viene a ocupar un nuevo espacio, no propiamente a competir con el
sistema tradicional, por lo que con la elaboración de un protocolo de manejo, medidas
sanitarias y bioseguridad se retomarán, organizarán, corroborarán y modificarán estos
resultados para hacerlos lo más accesibles y de fácil aplicación por grupos pesqueros.
Los organismos de estos sistemas se cultivan en condiciones naturales, cuentan con un
ciclo cerrado de producción, se considera la selección adecuada del sitio, con una buena
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
circulación de agua, suficiente para remover desechos sólidos y nutrientes, se utiliza
también un adecuado sistema de alimentación y organismos certificados sanitariamente,
y su cultivo se puede establecer con otras especies (microalgas o bivalvos) para mitigar
su posible impacto ambiental.
Las estructuras de las jaulas flotantes usadas pueden ser de diferentes dimensiones
desde 9 hasta 200 m2, construidas con materiales como tubería de PVC o de HPDE,
con redes o mallas que mantienen en cautiverio al camarón, y por las cuales el agua se
intercambia continuamente entre el ambiente y las mismas (Figuras 1 y 2).
Las post-larvas de camarón blanco (L. vannamei) para la siembra se adquieren en un laboratorio certificado, las cuales son transportadas al sitio de cultivo, donde son aclimatadas
y sembradas a diferentes densidades en jaulas de pre-cría hasta alcanzar la talla suficiente para ser transferidas a las jaulas de engorda donde permanecerán aproximadamente
3 meses hasta cosecha. Durante el tiempo que dura este proceso se complementará la
alimentación del camarón con alimento comercial. Diariamente se toman parámetros
Figura 1. Modelo de jaula flotante de camarón de 9 m2
189
190
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 2. Modelo de jaula flotante de camarón de 200 m2
fisicoquímicos del cultivo (temperatura, salinidad, oxigeno disuelto y pH) y se lleva a cabo
un monitoreo semanal del estado de salud de los organismos. Las biometrías semanales
nos indican el peso promedio de los camarones. La limpieza de las jaulas es determinada
por el dato de concentración de oxígeno disuelto dentro y por la proliferación de algas en
las paredes de la jaula.
Los resultados de los trabajos realizados desde el año 2004 a la fecha, denotan la
viabilidad de cultivar L. vannamei en jaulas flotantes de diferentes dimensiones, así como
el beneficio de la productividad natural y la posibilidad de la intensificación del cultivo.
Los resultados que se tienen sobre rendimientos en toneladas por hectárea están en
función de la biomasa obtenida de acuerdo con la densidad de siembra, van desde 10
hasta 50 veces más que los cultivos tradicionales, o sea de 10 a 50 toneladas por hectárea
(Figura 3), y son comparables con los cultivos súper-intensivos establecidos en raceways
que cuentan con una alta tecnología instalada, donde se obtienen en promedio de 40 a
50 toneladas/ha.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Por otra parte, el cultivo de camarón en jaulas tenderá a restaurar la sustentabilidad del
recurso que está sobreexplotado, observando una cuidadosa integración con los sistemas de producción acuícola tradicionales. Al requerir una menor cantidad de alimento
también se disminuye el riesgo de contaminación y de aparición de enfermedades.
Al proporcionar a las comunidades pesqueras las herramientas necesarias para fomen­tar
su desarrollo a través de la divulgación de material especializado por medio de su capacitación sobre las tecnologías de cultivo de especies acuícola, como el camarón en jaulas
flotantes, la acuicultura y maricultura podrán ser integradas al desarrollo de Sinaloa. De
manera particular, los usuarios, integrantes de las cooperativas del estado de Sinaloa
(140 cooperativas concesionadas con más de 15 mil pescadores ribereños), que adopten
esta tecnología podrán gestionar recursos de apoyo ante los diferentes fondos crediticios
estatales o federales creados para promover proyectos productivos.
En general, las empresas sociales, las dependencias del Poder Ejecutivo Federal y de los
estados, relativas al sector acuícola y pesquero, así como las instituciones financieras
privadas y los fondos estatales y sectoriales del país, son usuarios potenciales del
proyecto de cultivo de camarón en granjas flotantes.
Figura 3. Curva de crecimiento de L. vannamei en diferentes densidades de
siembra en jaulas de engorda
191
192
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Por lo anterior, el éxito y la aceptación de esta nueva actividad tecnológica dirigida al
sector pesquero generarán nuevas fuentes de empleo para este grupo social marginado.
La maricultura representa una oportunidad que permitirá integrar a emprendedores rurales de Sinaloa y de México a la actividad productiva. Representa una alternativa de
crecimiento económico individual, local y regional, para mejorar su calidad de vida, ya
que las actividades extractivas no son suficientes para el sustento de las familias de las
comunidades, por lo que el cultivo de camarón en jaulas flotantes figura como una alternativa sustentable para este grupo social.
Productos entregados
Un manual para instalación, manejo y medidas sanitarias para la operación del sistema
de cultivo en jaulas flotantes para camarón. Impartición de curso de capacitación. Una
publicación en revista indexada.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
La actividad acuícola nacional está en desarrollo y viene a complementar las tareas
extractivas de diversas especies. Esta nueva tecnología de cultivo pretende ser una
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
alternativa de producción, al disminuir el impacto que actualmente tiene la acuicultura
tradicional, con la posibilidad de generar fuentes de trabajo. A pesar de que el desarrollo
de la acuicultura está limitado a un número pequeño de especies, de las cuales sólo de
algunas se tiene establecido el ciclo cerrado –esto quiere decir que se cuenta con la
producción de semillas en laboratorio y la tecnología de cultivo o engorda, y no se tiene
que disponer de la captura de las semillas, post-larvas o pequeños juveniles para efectuar
el ciclo de crecimiento–, también es factible realizar proyectos productivos integrando
varias especies (camarón, tilapia y ostión) y así aprovechar la infraestructura disponible
en el campo de un productor o grupo de productores (campamento, embarcación,
personal de campo) con la que se cuenta para la realización de los cultivos a través de su
capacitación, y de esta manera se promueve el aumento de su rentabilidad.
En México, el cultivo de especies marinas en jaulas es una nueva alternativa de producción que puede generar fuentes de trabajo tanto para la fabricación de los sistemas, como
para la instalación y operación de los mismos, además podría disminuir la presión de que
los grupos pesqueros tradicionales afectan al medio por la sobrepesca y podría coadyuvar a resolver el problema de desempleo que actualmente se presenta en este sector.
Considerando una determinada distribución de sistemas lagunares o bahías en estado de
Sinaloa, así como un número estimado de socios y pangas, se puede pensar en establecer
193
194
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
por cuerpo de agua, de acuerdo con su extensión y características idóneas y número de
cooperativistas, una cifra tentativa de hectáreas para realizar cultivo en jaulas flotantes a
reserva de hacer todos los estudios pertinentes de factibilidad y de impacto ambiental.
Un posible modelo a trabajar podría ser la instalación de módulos familiares pequeños,
cuya administración y empleo utilizaría la mano de obra familiar en las aguas concesionadas
a las cooperativas, y cuya organización permitirá una mayor competitividad en cuanto a
la adquisición de insumos y comercialización. Y como un ejemplo de la relación beneficiocosto se establece como un escenario posible, la instalación de 60 jaulas de 9 m2 donde
se podría obtener en promedio una producción de 2 toneladas y media de camarón en
un ciclo 4 meses. Durante el primer ciclo no habría ganancia pensando en un costo inicial
de 300 mil pesos y la ganancia aproximada del segundo año sería de 200 mil pesos.
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87–92.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ACTUALIZACIÓN DEL PROGRAMA
DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL
1
DEL ESTADO DE SINALOA
Dr. Roldán López Horacio2
Introducción
La localización geográfica del territorio del estado de Sinaloa en la región Pacífico-noroeste
condiciona la plena integración de su Sistema Urbano Estatal a las mayores dinámicas
funcionales del Sistema Urbano Nacional, así como a las dinámicas económicas que
generan las grandes zonas metropolitanas industriales, localizadas tanto en las regiones
urbanas central, norte, occidental, como en la zona fronteriza noroeste del país.
Esta circunstancia ha permitido que históricamente se potencien las características
biofísicas del territorio sinaloense –situado entre dos regiones fisiográficas heterogéneas
y contrastantes como son la sierra y la costa–, habilitando el manejo estratégico de
los recursos naturales de tal manera que el crecimiento económico se sustenta en el
aprovechamiento de las ventajas comparativas que origina la especialización primaria de
la producción. Ello da lugar a la participación de un sector primario de alta productividad
1 Proyecto
FOMIX: SIN-2006-C01-41755
Monto aprobado y total: $1,631,752.22
2 Universidad
Autónoma de Sinaloa
195
196
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
y rentabilidad, que está ligado tanto a la utilización de tecnología de punta para la
realización de sus procesos productivos, como a las dinámicas que imponen los mercados
nacionales y mundiales para la comercialización de sus productos.
El ordenamiento territorial registra un marcado desequilibrio económico, poblacional
y espacial, que favorece al territorio en donde se realizan los principales procesos de
producción primaria, el cual se localiza en una franja costera del macizo continental
que se extiende de manera transversal desde la línea litoral hasta los 100 metros sobre
el nivel del mar, toda vez que ahí se concentran los principales centros urbanos, las
actividades productivas y el crecimiento demográfico. Esto deja en clara desventaja a
los asentamientos humanos de la zona serrana baja y alta, que se ubican entre las cotas
geográficas de altitud de 100 metros sobre el nivel del mar, a más de 3 mil metros sobre
el nivel del mar.
El territorio de la franja costera abarca un área de 22 mil 367 km2 –equivalente a 38.5%
del territorio sinaloense–, y es el espacio que participa en el ámbito estatal con la mayor
concentración demográfica, por aglomerar 93% de la población total –aglutina 98.4% de
la población urbana y 81.2% de la población rural. Además, es en donde se centralizan las
principales actividades productivas, por agrupar 73.6% de la población económicamente
activa. Asimismo, es el lugar de localización del mayor número de centros de población,
al concentrar 60.7% del total de las localidades, 94.2% de las localidades urbanas y 60.2%
de las localidades rurales.
El Sistema Estatal de Ciudades constituye la estructura urbana que articula la franja
costera y se integra por las ciudades de Culiacán, Mazatlán, Los Mochis, Guasave y Gua­
múchil, que se desempeñan como los centros urbanos líderes debido a que concentran
equipamiento, bienes y servicios, lugares de gestión y administración, así como las
principales actividades económicas terciarias y secundarias, lo que propicia que sus
áreas urbanas concentren 47% de la población total del estado y 70% del total de la
población urbana.
En siete décadas de urbanización las cinco ciudades líderes logran articular su
funcionamiento urbano sobre la base de una dinámica que se despliega de manera lineal
en torno a dos ejes carreteros que cruzan de manera longitudinal la franja costera: la
carretera internacional número 15 y la carretera costera Benito Juárez, fenómeno que
propicia la jerarquización económica, poblacional y espacial que favorece en mayor rango
a la zona central del estado, en donde se localiza Culiacán Rosales, la ciudad capital.
Además, la presencia de una considerable red de infraestructura hidráulica, eléctrica y
carretera en el territorio de la franja costera –construida gradualmente para garantizar
la realización de los procesos de producción primaria–, así como la construcción de
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
197
la carretera costera Benito Juárez –a mediados de los años ochenta–, constituyen los
factores principales para que se perfile un proceso de urbanización metropolitana,
caracterizado por el eslabonamiento espacial de las áreas urbanas de las principales
ciudades con las múltiples localidades urbanas y rurales que se ubican en cada uno de sus
territorios de influencia económica. Eso origina la formación de 19 sistemas rururbanos.
Participación de la población en sistemas rururbanos
Población 2005
Habitantes
Regiones
Participación en Población Estatal
Total
Perfil urbano
Perfil rural
Perfil urbano %
Perfil rural %
NORTE:
7 Sistemas Rururbanos
796,017
549,305
246,712
29.41
33.30
ÉVORA:
3 Sistemas Rururbanos
134,892
93,397
41,495
5.0
5.60
CENTRAL:
3 Sistemas Rururbanos
899,606
761,053
138,553
40.75
18.70
CENTRO SUR:
2 Sistemas Rururbanos
39,262
21,133
18,129
1.13
2.45
SUR:
4 Sistemas Rururbanos
494,046
442,774
51,272
23.71
6.92
Población 19 Sistemas
Rururbanos
2,363,823
1,867,662
496,161
100%
66.97%
Participación en
Población Estatal
90.62%
71.60%
19.02%
Las dinámicas urbanas que conjugan los 19 sistemas rururbanos dan lugar a la formación
de un funcionamiento territorial en la franja costera, que se caracteriza por la asocia­
ción espacial de las actividades económicas secundarias y terciarias propias del ámbito
urbano (comercio, servicios, y agroindustria) con las actividades económicas primarias
propias del ámbito rural y del litoral (explotación agrícola, camaronera, piscícola y ganadera), por lo que se identifica mediante un perfil socioeconómico y cultural mixto de
tipo urbano-rural-litoral.
Los 19 sistemas rururbanos funcionan aproximadamente en 40% del territorio estatal
y se estructuran espacialmente por las ciudades de Culiacán, Mazatlán, Los Mochis,
Guasave y Guamúchil, que constituyen los centros urbanos proveedores e integradores
de las 77 localidades urbanas y 3 mil 126 localidades rurales existentes. Todos ellos,
en conjunto, constituyen una nueva estructura espacial de dimensión territorial y de
tipo metropolitano, en donde se yuxtapone el desarrollo urbano con el desarrollo rural-
198
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
litoral, sobre la base de perfilar en el espacio un nuevo factor de producción mixto. Los
19 sistemas rururbanos concentran 91% de la población estatal –100% de la población
urbana y 67% de la población rural–, por lo que se erige en el espacio que participa con
el mayor nivel de urbanización en el territorio estatal.
El funcionamiento metropolitano de los 19 sistemas rururbanos genera nuevas
dinámicas espaciales y mutaciones territoriales en las cinco ciudades líderes, ya que
ahora el funcionamiento de sus áreas urbanas está en relación directa no sólo con la
dimensión que presentan los procesos internos de organización espacial, sino también
con la dimensión que asumen los procesos de articulación espacial en sus territorios de
influencia económica.
Participación de la Población Fuera de Sistemas Rururbanos
Población 2005
Habitantes
Regiones/ Población
Fuera de los Sistemas
Rururbanos
Participación en Población Estatal
Total
Perfil urbano
Perfil rural
Perfil urbano %
Perfil rural %
NORTE
71,952
0.0
71,952
0.0
9.715
ÉVORA
28,307
0.0
28,307
0.0
3.82
CENTRAL
79,913
0.0
79,913
0.0
10.79
CENTRO SUR
30,555
0.0
30,555
0.0
4.12
SUR
33,892
0.0
33,892
0.0
4.57
Población Fuera de los
Sistemas Rururbanos
244,619
0
244,619
0
33.03%
Participación en
Población Estatal
9.38%
Participación de los Asentamientos en Sistemas Rururbanos
Regiones
Asentamientos 2005
Total
Participación Estatal
Perfil urbano Perfil rural Perfil urbano % Perfil rural %
NORTE: 7 Sistemas Rururbanos
1,245
44
1,201
53.66
20.96
ÉVORA: 3 Sistemas Rururbanos
261
7
254
8.54
4.43
1,141
17
1,124
20.73
19.62
CENTRO SUR: 2 Sistemas Rururbanos
CENTRAL: 3 Sistemas Rururbanos
129
3
126
3.66
2.20
SUR: 4 Sistemas Rururbanos
432
11
421
13.41
7.35
Asentamientos 19 Sistemas
Rururbanos
3,208
82
3,126
100%
54.56%
Participación en Asentamientos
Estatales
55.20%
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
199
Participación de los Asentamientos Fuera de Sistemas Rururbanos
Regiones/ Población
Fuera de los Sistemas
Rururbanos
NORTE
Población 2005
Habitantes
Participación en Población Estatal
Total
Perfil urbano
Perfil rural
Perfil urbano %
Perfil rural %
899
0.0
899
0.0
15.69
ÉVORA
245
0.0
245
0.0
4.28
CENTRAL
774
0.0
774
0.0
13.51
CENTRO SUR
219
0.0
219
0.0
3.82
SUR
467
0.0
467
0.0
8.15
0
2,604
0
45.45%
Población Fuera de los
Sistemas Rururbanos
Participación en
Población Estatal
2,604
44.80%
En este contexto estatal de transición urbana, resulta apropiado promover políticas
institucionales que tiendan a consolidar los procesos urbanos de tipo metropolitano.
Por ello, el modelo urbano con visión a 2030 sintetiza y potencia las mayores fortalezas
funcionales del territorio rururbanizado, de tal manera que éste se constituya en
un espacio estratégico para impulsar un nuevo tipo de urbanización en los valles y la
franja costera. Se espera que garantice la formación de un nuevo espacio de dimensión
territorial organizado para la producción y la competitividad, que genere sistemas
espaciales mixtos de múltiples centralidades urbanas, que integre de manera plena las
dinámicas del desarrollo urbano con el desarrollo rural-litoral, y que se sustente en la
vocación ambiental del desarrollo económico para lograr capitalizar el valor agregado de
los recursos naturales y culturales.
Visión estratégica del ordenamiento territorial 2030
El diseño del modelo urbano con visión a 2030 transita por concretar fases urbanas
funcionales y espaciales, las cuales se pueden perfilar de manera gradual sobre la base
de los siguientes escenarios metropolitanos:
Regiones estatales
En el año 2030, el territorio del estado de Sinaloa estará habitado por 3 millones 285 mil
441 habitantes. La población se distribuye en 5 regiones urbanas siendo la región Cen­tral
la que tiene la mayor participación poblacional con 34.12%; le sigue la región Nor­te con
30.24%, región Sur con 27.52%, región Évora con 5.69% y la región Centro Sur con 5.69%.
La población con perfil urbano suma 2 millones 437 mil 598 habitantes y representa
200
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
74.2% de la población total, mientras que la población con perfil rural suma 847 mil 845
habitantes y participa con 25.8%.
Rangos de funcionamiento territorial
El ordenamiento urbano del territorio se estructura en 6 rangos funcionales que definen
la jerarquía en el territorio de tres zonas metropolitanas, cinco sistemas rururbanos y las
localidades cercanas a carreteras y aisladas. El rango número 1 corresponde a la Zona Me­
tropolitana Culiacán-Navolato; el rango número 2 corresponde a la Zona Metropolitana
Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva, así como a la Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico; el rango número 3 corresponde a los tres sistemas rururbanos
de la región del Évora; el rango número 4 corresponde a los dos sistemas rururbanos de la
región Centro Sur; el rango número 5 corresponde a las localidades que funcionan cerca de
carreteras, y el rango número 6 a las localidades que funcionan de manera aislada.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La propuesta de ordenamiento territorial responde concretamente a la demanda
específica del sector porque justifica: i) la planeación adecuada del uso de la tierra; ii) la
distribución espacial equilibrada de los proyectos de inversión; iii) la eficiente organización
funcional del territorio; iv) la promoción de actividades productivas; v) el diseño de
mecanismos para proporcionar servicios, tanto para contribuir al mejoramiento de la
calidad de vida de la población como para asegurar la sustentabilidad ambiental.
Objetivo general
Diseñar el ordenamiento territorial del estado de Sinaloa a partir de un modelo
urbano-económico de visión estratégica y competitiva con plazo al año 2030, para
que se constituya en el instrumento de planeación mediante el cual sociedad y
gobierno conjunten sinergias con el fin de impulsar una vigorosa política de desarrollo
regional, cuyas principales estrategias y líneas de acción potencien el capital territorial
estructurado durante más de 70 años, mediante la consolidación de los procesos
rururbanos de ocupación y aprovechamiento sustentable del territorio, y sobre la base
de un funcionamiento territorial de múltiples centralidades urbanas.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
La propuesta de ordenamiento territorial se desarrolla en las siguientes fases meto­
dológicas: Primera fase.- ¿En dónde estamos? Caracterizar y analizar de manera sistémica el territorio estatal. Segunda fase.- ¿Con qué contamos? Diagnosticar el funcionamiento sistémico del territorio estatal. Tercera fase.- ¿Qué vamos a priorizar? Integrar el
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
201
Sinaloa: Participación de las Regiones Estatales 2030
Unidades
Territoriales
Región Norte
Participación %
Región Évora
Total
Población
Población Urbana
Población
Total de
Localidades Localidades
Rural
Localidades
Urbanas
Rurales
Superficie
Km2
993,417
628,697
364,721
2,144
44
2,100
22,349.17
30.24
25.79
43.02
36.88
53.01
36.65
38.47
186,786
106,896
79,890
506
7
499
5,050.62
Participación %
5.69
4.39
9.42
8.70
8.43
8.71
8.69
Región Central
1,121,090
871,049
250,041
1,915
17
1,898
15,573.77
Participación %
34.12
35.73
29.49
32.94
20.48
33.12
26.81
Región Centro Sur
79,907
24,187
55,720
348
3
345
6,169.12
2.43
0.99
6.57
5.99
3.61
6.02
10.62
904,241
806,769
97,473
900
12
888
8,949.32
27.52
33.10
11.50
15.48
14.46
15.50
15.41
847,845
5,813
83
5,730
58,092
Participación %
Región Sur
Participación %
Sinaloa
3,285,441 2,437,598
Ordenamiento Urbano del Territorio: Rangos de Funcionamiento Territorial
Rango 1
Rango 2
Región
Norte
Región
Central
Zona
Metropolitana
CuliacánNavolato
Zona
Metropolitana
Los MochisGuasave-Sinaloa
de Leyva
Región
Sur
Zona
Metropolitana
MazatlánConcordia-CIP
Costa del
Pacífico
Rango 3
Región
Del Évora
Sistema
Rururbano
Guamúchil
Sistema
Rururbano
Angostura
Sistema
Rururbano
PericosBadiraguato
Rango 4
Rango 5
Rango 6
Localidades
Cerca de
Carreteras
Localidades
Aisladas
Región
Centro Sur
Sistema
Rururbano
Elota-Cosalá
Sistema
Rururbano
San IgnacioEstación Dimas
202
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
diagnóstico para priorizar prospectivas de ocupación sustentable, competitiva y gober­
nable del territorio estatal. Cuarta fase.- ¿A dónde queremos llegar? Diseñar el modelo
de ordenamiento territorial. Quinta fase.- ¿Qué camino vamos a seguir? Elaborar los programas estratégicos orientados a conseguir el modelo de ordenamiento territorial 2030.
Productos entregados
•
•
•
Archivo digital e impreso de documento y cartografía que contiene el diagnóstico
y pronóstico de los sistemas ambiental, económico y urbano regional y social del
estado de Sinaloa y que, mediante la aplicación de la Matriz DAFO, se configura un
modelo de ordenamiento territorial con prospectiva al año 2030.
Sistema de Información Geográfico de los asentamientos, población y ambiente del
territorio estatal
Archivo digital e impreso de documento que contenga las políticas, estrategias y
líneas de acción que den respuesta a la problemática detectada.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Prospectiva del Ordenamiento del Territorio Estatal al año 2030
Zonas Metropolitanas y Sistemas Rururbanos
El mayor porcentaje de la población estatal reside en el territorio de las zonas metropolitanas y sistemas rururbanos, ya que concentra a 2 millones 912 mil 562 habitantes, que
representa 86.65% de la población total del estado. De esta población, 81.51% presenta
perfil urbano y 18.49% presenta perfil rural.
El 49.63% del total de asentamientos estatales se localiza en el territorio de las zonas
metropolitanas y sistemas rururbanos, ya que suman 2 mil 917 asentamientos humanos,
de los cuales sólo 73 tienen una población mayor a 2 mil 500 habitantes; el resto suma 2
mil 844 asentamientos rurales que tienen una población menor a los 2 mil 500 habitantes.
El 13.35% de la población estatal no reside en el territorio de las zonas metropolitanas y
sistemas rururbanos.
Territorios metropolitanos
El territorio metropolitano es el que corresponde a la Zona Metropolitana CuliacánNavolato, la Zona Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva y la Zona
Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico. El territorio metropolitano se
forma con la participación de diez municipios y representa 26.03% del territorio estatal;
tiene una población total de 2 millones 713 mil 238 habitantes que representa 82.58%
de la población estatal. En este territorio se localizan 2 mil 527 asentamientos humanos
y representan 43.47% del total existente en el estado.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
203
Población Residente en las Zonas Metropolitanas y Sistemas Rururbanos 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Población
urbana
Población
rural
Zona Metropolitana
Culiacán-Navolato
1,021,820
855,599
166,221
1089
14
1075
Zona Metropolitana
Los Mochis-GuasaveSinaloa de Leyva
822477
580693
241784
989
37
952
Zona Metropolitana
Mazatlán-ConcordiaCIP Costa del Pacífico
868,941
806769
62172
449
12
437
Región Évora: 3 Sistemas
Rururbanos
154388
106896
47492
261
7
254
Región Centro Sur:
3 Sistemas Rururbanos
44936
24187
20749
129
3
126
2,912,562
2,374,144
538,418
2917
73
2,844
Total
Total de
Localidades Localidades
localidades
urbanas
rurales
Población No Residente en las Zonas Metropolitanas y Sistemas Rururbanos 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Población
urbana
Población
rural
Total de
Localidades Localidades
localidades
urbanas
rurales
Región Central: Fuera de
la Zona Metropolitana
Culiacán-Navolato
99,270
15,450
83,820
826
3
823
Región Norte: Fuera de la
Zona Metropolitana Los
Mochis-Guasave-Sinaloa
de Leyva
170,940
48004
122,937
1,155
7
1,148
Región Sur: Fuera de
la Zona Metropolitana
Mazatlán-Concordia-CIP
Costa del Pacífico
35,300
0
35,300
451
0
451
Región del Évora:
Fuera de los Sistemas
Rururbanos
32,398
0
32,397
245
0.0
245
Región Centro Sur:
Fuera de los Sistemas
Rururbanos
34,971
0
34,971
219
0
219
Total
372,879
63,454
309,425
2,896
10
2,886
204
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Sinaloa: Participación del Territorio Metropolitano 2030
Entidades
Superficie
Territorial
Población
2005
Asentamientos
2005
Km2
Habitantes
Asentamientos
18
58,092
3,285,441
5,813
10
55.55%
15,122.8
26.03%
2,713,238
82.58%
2,527
43.47%
Regiones
Estatales
Municipios
5
3
60%
Sinaloa 2030
Territorio Metropolitano 2030
La Zona Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva es la de mayor dimensión,
ya que abarca un territorio de 6 mil 751.69 kilómetros cuadrados; le sigue la Zona Metropolitana Culiacán-Navolato con una superficie de 4 mil 702.54 kilómetros cuadrados; la
de menor territorio es la Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico
con una superficie de 3 mil 668.57 kilómetros cuadrados.
La Zona Metropolitana Culiacán-Navolato es la que concentra la mayor población de
los territorios metropolitanos al agrupar a 1 millón 21 mil 820 habitantes. Le sigue la
Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico con 868 mil 941 habitantes, y después la Zona Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva con 822
mil 477 habitantes.
Territorio Metropolitano 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Zona Metropolitana
Culiacán-Navolato
1,021,820
855,599
166,221
1,089
14
1,075
4,702.54
Zona Metropolitana
Los Mochis-Guasave-Sinaloa de
Leyva
822,477
580,693
241,784
989
37
952
6,751.69
Zona Metropolitana
Mazatlán-Concordia-CIP Costa del
Pacífico
868,941
806,769
62,172
449
12
437
3,668.57
2,713,238
2,243,061
470,177
2,527
63
2,464
15,123
Territorio
Metropolitano
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
El mayor número de asentamientos urbanos se localiza en Zona Metropolitana CuliacánNavolato al sumar mil 89 localidades; le sigue la Zona Metropolitana Los Mochis-GuasaveSinaloa de Leyva con 989 asentamientos humanos, y después la Zona Metropolitana
Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico que concentra sólo 449 localidades.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
205
Región Central (RC): Zona Metropolitana Culiacán-Navolato (ZMCN)
La Zona Metropolitana Culiacán-Navolato (ZMCN) se localiza en la Región Central (RC)
del territorio estatal y abarca una superficie que corresponde sólo a 30.20% del territorio
de la RC. La ZMCN concentra a 91.15% de la población total de la RC; asimismo, concentra 98.23% del total de la población urbana de la RC. Respecto al número de localidades
que se ubica en la ZMCN, ésta concentra 56.87% del total de las localidades existentes
en la RC.
Región Central: Participación de las Unidades Territoriales 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
Región Central
1,121,090
871,049
250,041
1,915
17
1898
15,573.77
Zona Metropolitana
Culiacán-Navolato
1,021,820
855,599
166,221
1,089
14
1,075
4,702.54
Participación %
91.15
98.23
66.48
56.87
82.35
56.64
30.20
Fuera de la Zona
Metropolitana
99,270
15,450
83,820
826
3
823
10871.23
Participación %
8.85
1.77
33.52
43.13
17.65
43.36
69.80
La población de la Región Central que se localiza fuera de la ZMCN representa sólo 8.85%
del total de la población regional. La población de perfil rural de la región central, en
menor porcentaje se ubica fuera de la ZMCN, ya que ésta representa sólo 33.52% del
total de población rural de la Región Central.
Los municipios que participan en la formación del territorio de la Zona Metropolitana
Culiacán-Navolato (ZMCN), son Culiacán y Navolato: el primero participa con 3 mil
126.72 kilómetros cuadrados, y el segundo aporta mil 575.82 kilómetros cuadrados de
su territorio municipal.
La Zona Metropolitana Culiacán-Navolato (ZMCN) se integra con la participación
mayoritaria del municipio de Culiacán, ya que éste aporta 85.31% del total de la población
de la ZMCN. Asimismo, aporta 68.69% del total de asentamientos humanos que integran
a la ZMCN.
Región Sur (RS): Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico
(ZMMCC)
La Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico (ZMMCC) se localiza
en la Región Sur (RS) del territorio estatal y abarca una superficie que corresponde a
41% del territorio de la Región Sur. La ZMMCC concentra 96.10% de la población total
206
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ZM Culiacán-Navolato 2030
Unidades
Territoriales
Municipio de
Culiacán
Participación %
Municipio de
Navolato
Participación %
Zona Metropolitana CuliacánNavolato
Total
población
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
871,689
779,963
91,726
748
9
739
3126.72
85.31
91.16
55.18
68.69
64.29
68.74
66.49
150,131
75,636
74,495
341
5
336
1575.82
14.69
8.84
44.82
31.31
35.71
31.26
33.51
1,021,820
855,599
166,221
1089
14
1075
4702.54
de la RS; asimismo, concentra 100% del total de la población urbana de la Región Sur.
Respecto del número de localidades que se ubican en la ZMMCC, ésta concentra 50% del
total de las localidades existentes en la Región Sur.
La población de la Región Sur que se localiza fuera de la ZMMCC representa sólo 3.90%
del total de la población regional. La población de perfil rural de la región Sur, en menor
porcentaje se ubica fuera de la ZMMCC, ya que ésta representa sólo 36.22% del total de
población rural de la Región Sur.
Región Sur: Participación de las Unidades Territoriales 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
Región Sur
904,241
806,769
97,473
900
12
888
8,949.32
Zona Metropolitana
Mazatlán-Concordia-CIP Costa del
Pacífico
868,941
806769
62172
449
12
437
3668.57
Participación %
96.10
100.00
63.78
49.89
100.00
49.21
40.99
Fuera de la Zona
Metropolitana
35,300
0
35,300
451
0
451
5,280.75
Participación %
3.90
0.00
36.22
50.11
0.00
50.79
59.01
Los municipios que participan en la formación del territorio de la Zona Metropolitana
Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico (ZMMCC) son Mazatlán, Concordia, Escuinapa
y Rosario. Escuinapa es el municipio que mayor superficie aporta al participar con
mil 332.45 kilómetros cuadrados (36.32%), le sigue Rosario con mil 95.57 kilómetros
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
207
cuadrados de su territorio municipal (29.86%), Mazatlán participa con 668.13 kilómetros
cuadrados (18.21%) y en menor proporción participa el municipio de Concordia con
572.42 kilómetros cuadrados (15.60%).
La Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico (ZMMCC) se integra
con la participación mayoritaria del municipio de Mazatlán, ya que éste aporta 51.18% del
total de la población de la ZMMCC; asimismo aporta 36.75% del total de asentamientos
humanos que integran a la ZMMCC. Destaca la aportación poblacional del municipio de
Escuinapa que, con el Centro Integralmente Planeado (CIP) Costa del Pacífico, participa
con 41.04 del total de la población de la Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP
Costa del Pacífico.
Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa del Pacífico 2030
Unidades
Territoriales
Municipio de
Concordia
Total
población
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
18,951
9,504
9,447
68
1
67
572.42
2.18
1.18
15.19
15.14
8.33
15.33
15.60
356,635
345,881
10,754
89
5
84
1,332.45
41.04
42.87
17.30
19.82
41.67
19.22
36.32
444,764
427,549
17,215
165
4
161
668.13
Participación %
51.18
53.00
27.69
36.75
33.33
36.84
18.21
Municipio de
Rosario
48,591
23,835
24,756
127
2
125
1,095.57
5.59
2.95
39.82
28.29
16.67
28.60
29.86
868,941
806,769
62,172
449
12
437
3,668.57
Participación %
Municipio de
Escuinapa
Participación %
Municipio de
Mazatlán
Participación %
Zona Metropolitana Mazatlán-Concordia-CIP Costa
del Pacífico
Región Norte: Zona Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva (ZMMGSL)
La Zona Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva (ZMMGSL) se localiza en
la Región Norte (RN) del territorio estatal, y abarca una superficie que corresponde a
30.21% del territorio de la Región Norte. La ZMMGSL concentra 82.79% de la población
total de la Región Norte; asimismo, concentra 92.36% del total de la población urbana de
la Región Norte. Respecto al número de localidades que se ubican en la ZMMGSL, ésta
concentra 46.13% del total de las localidades existentes en la Región Norte.
208
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La población de la Región Norte que se localiza fuera de la ZMMGSL representa sólo
17.21% del total de la población regional. La población de perfil rural de la Región Norte,
en menor porcentaje se ubica fuera de la ZMMGSL, ya que ésta representa sólo 33.71%
del total de población rural de la Región Norte.
Región Norte: Participación de las Unidades Territoriales 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
Región Norte
993417
628697
364721
2144
44
2100
22349.17
Zona Metropolitana
Los Mochis-Guasave-Sinaloa de
Leyva
822,477
580,693
241,784
989
37
952
6,751.69
Participación %
82.79
92.36
66.29
46.13
84.09
45.33
30.21
Fuera de la Zona
Metropolitana
170,940
48,004
122,937
1,155
7
1148
15,597.48
Participación %
17.21
7.64
33.71
53.87
15.91
54.67
69.79
Los municipios que participan en la formación del territorio de la Zona Metropolitana Los
Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva (ZMMGSL) son Ahome, Guasave, El Fuerte y Sinaloa de
Leyva. Guasave es el municipio que mayor superficie aporta al participar con 2 mil 709.47
kilómetros cuadrados (40.13%), le sigue Ahome con 2 mil 420.4 kilómetros cuadrados
de su territorio municipal (35.85%), Sinaloa de Leyva participa con 973.66 kilómetros
cuadrados (14.42%), y en menor proporción participa el municipio de El Fuerte con
648.16 kilómetros cuadrados (9.60%).
La Zona Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva (ZMMGSL) se integra con
la participación mayoritaria de los municipios de Ahome y Guasave; el primero aporta
50.47% del total de la población de la ZMMGSL, y el segundo aporta 51.47% del total de
asentamientos humanos que integran a la ZMMGSL. Destaca la aportación poblacional
del municipio de Guasave que participa con 38.20% del total de la población de la Zona
Metropolitana Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva.
Sistemas Rururbanos
Región del Évora
El territorio de la región del Évora agrupa a una población de 186 mil 786 habitantes,
y se localizan ahí 506 asentamientos humanos. El territorio se articula mediante
el funcionamiento de tres sistemas rururbanos: Guamúchil, Angostura y Pericos
Badiraguato. Los sistemas rururbanos agrupan 82.66% del total de la población regional;
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
209
ZM Los Mochis-Guasave-Sinaloa de Leyva 2030
Unidades
Territoriales
Total
población
Municipio de
Ahome
Población Población
Total de
Localidades Localidades Superficie
urbana
rural
localidades
urbanas
rurales
Km2
415,095
346,601
68,494.5
270
14
256
2,420.4
Participación %
50.47
59.69
28.33
27.30
37.84
26.89
35.85
Municipio de El
Fuerte
43,794
17,361.4
26,432.9
113
3
110
648.16
Participación %
5.32
2.99
10.93
11.43
8.11
11.55
9.60
314,220
201,708
112,512
509
17
492
2,709.47
Participación %
38.20
34.74
46.53
51.47
45.95
51.68
40.13
Municipio de
Sinaloa
49,368
15,023.1
34,345.1
97
3
94
973.66
6.00
2.59
14.20
9.81
8.11
9.87
14.42
822,477
580,693
241,784
989
37
952
6,751.69
Municipio de
Guasave
Participación %
Zona Metropolitana Los MochisGuasave-Sinaloa
de Leyva
asimismo, concentran 51.58% del total de asentamientos ubicados en la región. La
totalidad de las localidades urbanas y la población urbana se localiza en el territorio de
los tres sistemas rururbanos de la región del Évora.
Participación de la Población y los Asentamientos en la Región del Évora 2030
Población 2030
Habitantes
Asentamientos 2030
Total
Perfil
urbano
Perfil rural
Total
Perfil
urbano
Perfil
rural
154,388
106,896
47,492
261
7
254
Participación %
82.66
100.00
59.45
51.58
100.00
50.90
Población Fuera de los
Sistemas Rururbanos
32,398
0
32,398
245
0.0
245
Participación %
17.34
0.00
40.55
48.42
0.00
49.10
186,786
106,896
79,890
506
7
499
Región del Évora
3 Sistemas
Rururbanos
Total
Superficie
Km2
5,050.62
Nota: Para definir la participación por perfil en Población Estatal, se parte de considerar que en el año 2005 se registra para
el Estado de Sinaloa una población con perfil urbano de 1’867,662 habitantes y una población con perfil rural de 740,780
habitantes.
210
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La población que se ubica fuera del territorio de los sistemas rururbanos representa
17.34% de la población total de la región del Évora. Los asentamientos humanos que se
ubican fuera del territorio de los sistemas rururbanos representan 48.42%.
Región Centro Sur
El territorio de la región Centro Sur de Sinaloa agrupa a una población de 79 mil 907
habitantes, y se localizan ahí 348 asentamientos humanos. El territorio se articula
mediante el funcionamiento de dos sistemas rururbanos: la Cruz-Cosalá y San IgnacioEstación Dimas. Los sistemas rururbanos agrupan 56.24% del total de la población
regional; asimismo, concentran 37.07% del total de asentamientos ubicados en la región.
La totalidad de las localidades urbanas y la población urbana se localiza en el territorio
de los dos sistemas rururbanos de la región Centro Sur.
La población que se ubica fuera del territorio de los sistemas rururbanos de la región
Centro Sur representa 43.76% de la población total de la región. Los asentamientos
humanos que se ubican fuera del territorio de los sistemas rururbanos representan
62.93%.
Participación de la Población y los Asentamientos en la Región Centro Sur 2030
Población 2030
Habitantes
Región del Évora
Asentamientos 2030
Total
Perfil
urbano
Perfil rural
Total
Perfil
urbano
Perfil
rural
2 Sistemas
Rururbanos
44,936
24,187
20,749
129
3
126
Participación %
56.24
100.00
37.24
37.07
100.00
36.52
Población Fuera de los
Sistemas Rururbanos
34,971
0
34,971
219
0
219
Participación %
43.76
0.00
62.76
62.93
0.00
63.48
Total
79,907
24,187
55,720
348
3
345
Superficie
Km2
6,169.12
Nota: Para definir la participación por perfil en Población Estatal, se parte de considerar que en el año 2005 se registra para
el Estado de Sinaloa una población con perfil urbano de 1’867,662 habitantes y una población con perfil rural de 740,780
habitantes.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS
BÁSICAS, OPCIÓN CAMPO FORMATIVO
DE
1
MATEMÁTICAS (PRIMERA FASE)
Cuauhtémoc Reyes Moreno2 y Jesús Enrique Ruiz Cortez
Introducción
Aspirar a tener un sistema de educación superior exitoso, que sea base importante para la
conformación, desarrollo y consolidación de los sistemas estatales y Nacional de Ciencia
y Tecnología en nuestro país, pasa por la necesidad de que los mexicanos contemos con
una educación básica de calidad, tal como se plantea en el Programa Sectorial 2007-2012,
y como la mayoría de los países desarrollados lo han implementado, para ello se requiere
de la formación de recursos humanos de alto nivel académico que atiendan procesos de
formación y actualización docente de nuestros profesores desde la educación preescolar.
Los resultados de las evaluaciones del examen EXCALE-06, ENLACE 2007, 2008, 2009
y 2010 y el Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (PISA, por sus siglas
en inglés) 2000, 2003 y 2006 ponen de manifiesto el bajo nivel de aprovechamiento
académico en la enseñanza de las matemáticas, las ciencias y el español en los niveles
básico y medio superior en México. Este hecho por sí solo debe obligarnos, con carácter
1 Proyecto
FOMIX: SIN-2006-C02-51366
Monto aprobado y total: $3,242,800.00
2 De
la Facultad de Ciencias Químico-Biológicas de la
Universidad Autónoma de Sinaloa, en Culiacán, Sin.
211
212
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
de urgente y sin menoscabo de los esfuerzos realizados hasta hoy, a llevar a cabo un
proceso de formación y actualización docente en la enseñanza de dichas asignaturas,
que nos permita elevar la calidad de la enseñanza, trascendiendo todas las prácticas
rutinarias, enfoques pedagógicos y herramientas que en los espacios escolares nuestros
profesores han puesto en práctica durante muchos años en su actividad docente.
Con el propósito de atender dicha problemática en el área de las matemáticas en el estado
de Sinaloa, el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología (CECyT), en su carácter de miembro
activo de la Red Nacional de Consejos Estatales de Ciencia y Tecnología (REDNACECyT),
y la Facultad de Ciencias Químico-Biológicas (FCQB) de la Universidad Autónoma de
Sinaloa (UAS) implementaron una Maestría en Docencia de las Ciencias, Opción Campo
Formativo de Matemáticas como una propuesta académica para formar una Red Estatal
de Profesores para la Enseñanza de las Matemáticas, de alto nivel académico, con el
propósito de implementar un Programa Permanente de Actualización Docente en la
Enseñanza de las Matemáticas para los profesores de educación básica (preescolar,
primaria y secundaria) en aquellos ejes, subejes, temas o aspectos que evidentemente
en todas y cada una de las evaluaciones locales, nacionales e internacionales, se han
obtenido resultados deficientes o muy deficientes.
Esta maestría es producto del trabajo colectivo de un grupo de destacados académicos
que laboran en diversas instituciones del estado de Sinaloa (Instituto Tecnológico
de Estudios Superiores de Monterrey, Centro de Ciencias de Sinaloa, Centro de
Actualización de Maestros de la Secretaría de Educación Pública y Cultura del Estado
de Sinaloa y fundamentalmente, de la UAS), quienes son reconocidos en este campo de
conocimiento, los cuales han respondido con un alto nivel de compromiso a esta iniciativa
del CECyT, que aprobó, implementó e hizo suya la UAS. El proceso de trabajo inició a
mediados de 2006 –la maestría se inició en enero de 2007– y ha sido muy intenso, con
reuniones constantes para discutir nuestros puntos de vista contrastados con revisiones
minuciosas de diversos documentos que dan cuenta de la problemática educativa en
el campo concerniente a las matemáticas. Ámbito que, en el desarrollo histórico de la
educación en México, se reconoce públicamente como uno de los rezagos educativos
más fuertes que padece nuestro sistema educativo nacional, y de ello dan cuenta las
diversas evaluaciones nacionales e internacionales, así como “una de las variables que
mejor predice el desempeño escolar, como son los exámenes de admisión” (Keller y Coll,
1994), en donde graves carencias formativas de los estudiantes quedan en evidencia
cuando presentan exámenes de evaluación o para ingresar a una carrera universitaria y
sus porcentajes de aprovechamiento escolar son tan bajos, que reflejan claramente no
estar aptos en su gran mayoría para el nivel educativo al que desean ingresar.
El grupo de trabajo hizo objeto de su análisis a diversas realidades y tendencias que,
en el caso de las matemáticas, se localizan en los diferentes niveles que componen la
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
educación básica. También, analizó los compromisos que de acuerdo con la propuesta
para la redefinición hacia 2015 de los Objetivos del Milenio, señalados por la UNESCO, en
donde México se planteó como meta lograr que la mayoría significativa de estudiantes
alcancen niveles de aprendizaje satisfactorios, reduciendo a la mitad el número de alumnos insuficientes, de igual manera, se analizaron indicadores y metas que establece el
Programa Sectorial de Educación de la Secretaría de Educación Pública en relación con
el examen PISA donde se han propuesto como meta para 2012 pasar de los 392 puntos
(de acuerdo con los resultados 2003) a 435.
Se partió, también, de reconocer que esta problemática es muy compleja y que no se
resolverá con una sola medida al respecto, sino que es necesario realizar un conjunto de
acciones en todo el país involucrando y sumando esfuerzos con las instituciones de educación superior, organismos, gobiernos, dependencias, padres de familia y ciudadanía
en general, pero, sobre todo, con los profesores de todas y cada una de las escuelas, ya
que ellos son la “variable constante” que suele determinar los alcances de la formación
y vocación científica de los estudiantes. Por ello, se parte de la premisa de que una educación de calidad en el terreno de las ciencias, y en este caso de las matemáticas, podrá
ser posible en gran medida en función de un perfil docente con un concepto pedagógico
constructivista de enseñanza y aprendizaje, con un alto dominio de los fundamentos y
enfoques psicopedagógicos, abastecido de las más modernas estrategias, métodos y técnicas didácticas apropiadas al desarrollo psicobiológico y sociocognitivo del estudiante,
y aplicadas críticamente de acuerdo con el nivel educativo y su contexto escolar. Con el
propósito de contribuir a la construcción de este perfil docente que trascienda desde
el nivel de primaria, incluso desde el preescolar, es que se propuso este programa de
largo alcance con un enfoque profesionalizante que habilite a sus egresados para incidir
directamente sobre su práctica. “Se concibe la práctica docente como la acción que se
desarrolla en el aula con especial referencia al proceso de enseñar…” (DeLella, 1999).
La razón fundamental para enfocar la atención en el nivel básico de la educación es
porque, además de ser el punto de partida de toda la espiral educativa, sus niveles
de aprovechamiento, su calidad, su desarticulación académica para integrar un perfil de
egreso, poco o muy poco podrán aportar para lograr el nivel académico que se requie­
re para continuar en los niveles inmediatos superiores. En general, la educación básica
y particularmente las matemáticas son únicas, se integran y articulan desde el nivel
preescolar, pasando por la primaria y finalizando en la secundaria, teniendo un perfil de
egreso único, aunque a cada uno de sus niveles les corresponde iniciar, continuar o concluir procesos formativos de las diferentes temáticas de las matemáticas, de las ciencias
o de los demás campos formativos, para que a través de ellos se logren las competencias
que nos permitan alcanzar el perfil de egreso del nivel de secundaria (educación media).
En consecuencia, consolidar los procesos formativos en la educación básica y particularmente entre el nivel de preescolar y los primeros grados de primaria, o entre el nivel pri-
213
214
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
maria y el primer grado de secundaria, es fundamentalmente para la consolidación y la
articulación de toda la educación básica, para así posibilitar la obtención de su perfil de
egreso, ya que para ello es condición integrar a ese trayecto formativo único la necesaria
consistencia entre lo que uno empieza bien para que el otro lo continúe también bien,
con el propósito de que el último lo termine integrando todavía mejor.
La problemática de la enseñanza de las matemáticas es compleja y por ello se coincide con
quienes consideran que se debe iniciar un proceso de formación de recursos humanos
de alto nivel en la enseñanza de estos campos del conocimiento para toda la educación
en general del país. Si los profesores no logran desarrollar las competencias básicas
que se plantean en la reforma educativa, jamás van a poder cambiar sus prácticas, ni
los enfoques, ni la parte conceptual que por tantos años han construido y aplicado en
función de los referentes de los cuales fueron formados y, en consecuencia, los alumnos
nunca van a desarrollar esas competencias, aunque los contenidos de aprendizaje estén
planteados en estos términos. Esto no es banal, al tiempo que repercuten en la sociedad,
sobre todo si se comparte la idea de que más allá de PISA, EXCALE, ENLACE, etc., México
debe desarrollar una capacidad académica necesaria en la enseñanza de las matemáticas
para formar a las futuras generaciones de ingenieros, científicos y tecnólogos que nuestro
país requiere para participar con mayor nivel de competencia que permita lograr un mejor
desarrollo económico y social.
El mundo actual demanda sistemas educativos de calidad, sin embargo, no han sido
posibles; esto trae como consecuencia graves riesgos para el desarrollo de nuestro país
si no se asume con responsabilidad ese reto. Rodger Baybee, Presidente del Comité de
Ciencias del PISA, planteó en el marco del Seminario Internacional sobre la Integralidad
de la Educación Básica que “México debe iniciar un proceso de mejora de los indicadores
o resultados de PISA, ya que de no ser así, esta situación se puede volver un verdadero
problema de seguridad nacional”.
En contrapartida, los sistemas educativos más exitosos del mundo tienen como uno de
sus principales impulsores para su desarrollo y consolidación, la capacitación, entrenamiento y actualización de sus profesores a través de programas de formación docente
rigurosos y continuos, indistintamente de su situación económica, política, social, etcétera. Lo que es una constante en estos sistemas educativos es que la educación de calidad contribuye de manera directa en su desarrollo científico y tecnológico; no es casual
que son los países que tienen mayor número de investigadores por cada mil habitantes,
o los que tienen mayor capacidad científica y tecnológica, o los que tienen los más altos
indicadores en las evaluaciones internacionales y, obviamente, son aquellos que le proporcionan mayor desarrollo y bienestar social a sus habitantes.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Demanda 3.2 Formación de Profesores en la Enseñanza de las Ciencias Básicas (Primera
fase: Matemáticas).
Objetivo general
Contribuir a mejorar la calidad de la educación científica en el campo de las matemáticas
dentro de los niveles de educación primaria, secundaria y bachillerato del estado de
Sinaloa a través del fortalecimiento de la formación matemática y actualización pedagó­
gica de los profesores que laboran en todos los subsistemas de educación básica, media y media superior de nuestra entidad, revalorando el papel de las ciencias y de las
matemáticas en particular, como ejes formativos en la educación.
Contribuir al cumplimiento del Programa Sectorial de Educación 2007-2012 en lo concerniente a los objetivos relacionados con la calidad de la educación, así como en las
políticas de articulación de la educación básica, y al cumplimiento del Programa Estatal
de Desarrollo 2005-2010 con relación a las estrategias y líneas de acción contempladas
en el objetivo rector de elevar la calidad de la enseñanza y los resultados de los aprendizajes de las matemáticas, las ciencias y el español.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Este programa de posgrado –Maestría en Docencia de las Ciencias Básicas, Opción
Campo Formativo de Matemáticas– ofrece a los profesores de matemáticas del nivel
básico y medio un trayecto formativo que tiene como punto de referencia herramientas
teórico-metodológicas y disciplinares que permiten centrar la atención en el tratamiento
pedagógico de los contenidos programáticos del nivel académico correspondiente,
pero también de los ejes, temas, subtemas y apartados que de manera recurrente
se convierten en aquellos aspectos claves de los programas de estudios como las
grandes dificultades para la comprensión o la enseñanza por parte de los profesores
y que además se evidencian permanentemente como insuficientes en los procesos de
evaluación. En el ámbito histórico del desarrollo de la educación en México se reconocen
como la parte más importante de nuestro rezago educativo en el área de matemáticas.
Estos aspectos académicos claves son aquellos en los que cada profesor debe tener
una comprensión o conocimiento profundo; sin este conocimiento profundo de las
matemáticas básicas, el nivel de aprovechamiento en esta área del conocimiento va
a seguir siendo prácticamente bajo durante mucho tiempo, además del desarrollo de
competencias para un manejo como usuario avanzado de las tecnologías de información
y comunicación en la enseñanza de las matemáticas.
215
216
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En este posgrado se trabajó de manera mixta: presencial y virtual. En la parte virtual se
empleó una plataforma (e-learning) que se utilizó como un aula sin muros y coadyuvó
de manera inherente al proceso de formación y actualización docente. Ahí se impartió
un curso sobre Tecnologías de la Información y Comunicación en la Enseñanza de
las Matemáticas, de donde egresaron los profesores como usuarios intermedios o
avanzados (según fue su nivel al ingresar a la maestría) y se enfocó a las competencias
que se establecen en los estándares de competencias en TIC para docentes de la UNESCO
(Londres, enero de 2008).
El Plan de Estudios se ubicó como un posgrado profesionalizante en la perspectiva de la
clasificación general que ofrece la SEP al respecto. Se estructuró por el conjunto de asignaturas o módulos que se distribuyen de manera horizontal en tres ejes curriculares, y de
forma vertical en cortes temporales de cuatro cuatrimestres con un total de diez módulos,
en los que se distribuyeron tres módulos o cursos por cuatrimestre, excepto el último, que
sólo contemplo el módulo de Seminario de Titulación.
Cada módulo tuvo una duración de 90 horas, con 45 horas-aula dedicadas a las sesiones grupales de clases (excepto los dos finales del eje de investigación que fueron de
120 horas de duración), y las otras 45 horas se dedicaron para actividades académicas
extraclase (elaboración de reportes de investigación, tareas, ejercicios, lecturas previas,
participación en la plataforma de e-learning, investigación de bibliotecas e Internet,
prácticas de campo y de laboratorio). Todos los módulos se cursaron en sesiones intensivas presenciales de trabajo grupal durante los días viernes (tarde-noche) y sábados
(mañanas). El plan de estudios contó con un diseño flexible que se readaptó a las necesidades de formación de los participantes, cuya característica principal era ser docentes
frente a grupo.
Los ejes curriculares básicos que conformaron el Plan de Estudios fueron: (1) Eje de
fundamentos docentes, (2) Eje de actualización pedagógica y (3) Eje de investigación.
Eje de fundamentos docentes. Una de las cuestiones esenciales para cualquier persona
dedicada a la docencia de las matemáticas resulta ser el conocimiento disciplinario como
elemento fundamental, pues si la persona no domina el qué enseñar (lo que debe apren­
der el alumno), que es la parte sustancial constituida por el conjunto de conocimientos
con sus propios principios de planeación, organización y evaluación, ninguna didáctica
por más moderna e innovadora que sea, logrará ser eficaz.
Eje de actualización pedagógica. Al ser los aspirantes a la maestría personas dedicadas de
manera profesional a la docencia de las matemáticas, resulta imperativo una constante
actualización de sus teorías, métodos y técnicas de enseñanza, de manera que puedan
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
contribuir significativamente a mejorar la calidad educativa de los niveles educativos
donde prestan sus servicios, aplicando los más avanzados enfoques pedagógicos y
sistemas de enseñanza establecidos en los fundamentos de sus procesos de reforma, en
beneficio del proceso formativo de sus alumnos. Y que cuando sea necesario, y así se lo
propongan, les permita insertarse de manera más activa y propositiva en los procesos de
cambio y reforma impulsados por las autoridades, o los diferentes agentes sociales o el
mercado de trabajo.
Eje de investigación. A diferencia de épocas anteriores, la ciencia y la tecnología avanzan
a ritmos cada vez más acelerados, donde la obsolescencia es el signo distintivo que
acompaña al fenómeno de cambio permanente. El campo de la educación no resulta la
excepción a este fenómeno. Lo que hace tiempo se consideraba una “buena educación”
o una “educación de calidad”, hoy ya no se reconoce como tal. Por ello, es vital que
los maestros egresados del programa Maestría en Docencia de las Ciencias Básicas,
Opción Campo Formativo de Matemáticas se apropien de una visión crítica de la realidad
educativa, de sus propias prácticas y concepciones pedagógicas, para que se propongan
aportar nuevos conocimientos y propuestas que ayuden a resolver la gran diversidad
de problemas que padecen actualmente en nuestra región y el país en los niveles de
educación básica, media y media superior, en este caso, relacionados con la enseñanza
de las matemáticas. Ello, a través de la elaboración de propuestas de intervención
pedagógica que se pueden convertir en programas para la mejora de la calidad de la
educación en los niveles correspondientes.
Se elaboraron líneas de investigación y desarrollo de proyectos en el campo formativo de
matemáticas que correspondieron a las opciones de acentuación de los procesos formativos de los participantes en concordancia con los intereses de conocimiento del aspirante
a la maestría, así como con los objetivos curriculares y el perfil de egreso del programa.
Para ello, se contó con el respaldo de una calificada planta académica local y de expertos
invitados que participaron como tutores, conferencistas y seminaristas del programa y
que, a su vez, fueron responsables de atender en forma personalizada y de guiar al estudiante durante todo el proceso de investigación hasta la la presentación de su examen
de grado y la obtención de su grado de maestría. Así, el alumno pudo situar el diseño y
desarrollo de su proyecto de trabajo recepcional en cualquiera de las siguientes líneas:
(1) Enfoques pedagógicos alternativos de la enseñanza de las matemáticas, (2) Innovaciones en la planeación y evaluación del aprendizaje matemático; (3) Formación docente,
valores y teorías implícitas sobre matemáticas en la educación escolar; (4) Materiales
concretos y recursos didácticos centrados en el aprendizaje; (5) Estrategias y aplicaciones
tecnológicas para los procesos educativos, y (6) Curriculum, modelos educativos y des­
arrollo de la práctica docente.
217
218
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Planta de profesores del Programa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Dr. Santiago Inzunsa Cázares, UAS
Dr. Armando Flórez Arco, UAS
Dr. Martín Pastor Angulo, UAS
MC Diego Cárdenas Sainz, UAS
MC Pedro Ruiz Cortez, UAS
Dra. Diamandina Glaros Koyama, ITESM
Dr. Benigno Valdez Torres, ITESM
Dra. Cruz Evelia Sosa Carrillo, ITESM
MEE J. Beatriz Velasco Ceballos, ITESM
MC Cuitláhuac Valdez Lafarga, ITESM
Dr. Salvador Hernández Vaca, Centro de Ciencias de Sinaloa
MC Roberto Palomares González, Depto. de Secundarias Técnicas de la SEPyC
MC Edmar Mota García, Depto. de Tecnología Educativa de la SEPyC
Durante el desarrollo del programa de la maestría se implementaron conferencias
magistrales y seminarios
Conferencias magistrales
1. Investigación de la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas, Dr. Ricardo
Cantoral Uriza, Director del Departamento de Matemática Educativa, CINVESTAVIPN, U. Zacatenco. Entre el aprender y enseñar matemáticas, Dr. Eduardo Mancera
Martínez, Vicepresidente del Comité Interamericano de Educación Matemática
2. Una comprensión profunda de las matemáticas fundamentales, Dr. Patrick Scout,
Departamento de Educación Pública de Nuevo México, Estados Unidos de América
3. Acercamiento inquisitivo en la construcción del conocimiento matemático, Dr. Luz
Manuel Santos Trigo, Investigador Nacional, Departamento de Matemática Educativa, CINVESTAV-IPN, U. Zacatenco
4. La reforma de las matemáticas modernas y el inicio de una nueva etapa en la educación matemática, Dr. Ángel Ruiz, Director del Centro de Investigaciones Matemáticas y Matemáticas, Universidad de Costa Rica, Presidente del Comité Interamericano de Educación Matemática y Vicepresidente de la Comisión Internacional para
la Instrucción Matemática (ICMI)
5. La estadística de los nuevos programas de estudio en educación básica: Una
visión crítica, Dr. Ernesto Alonso Sánchez Sánchez, Investigador, Departamento de
Matemática Educativa, CINVESTAV-IPN, U. Zacatenco
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Seminarios
1. Una comparación entre maestros de primaria de Estados Unidos y China, con
comentarios sobre la situación en México, Dr. Patrick Scott
2. Filosofía y epistemología en la educación matemática, Dr. Ángel Ruiz
3. Competencias y conocimientos en la formación de maestros en la educación
matemática, Dr. Ángel Ruiz
4. La variación estadística en situaciones de azar con ayuda del software Fathom,
Dr. Ernesto Alonso Sánchez Sánchez
5. La enseñanza de la matemática con la ayuda del software Cabri, Dr. Luz Manuel
Santos Trigo
6. Qué es eso de enseñar matemáticas a través de la resolución de problemas,
Dr. Eduardo Mancera Martínez.
La coordinación del Programa, a cargo del Mtro. Jesús Enrique Ruiz Cortez, fue excelente,
contando con el respaldo y reconocimiento del cuerpo académico, manteniendo una
vida académica colegiada. Se realizaron para ello alrededor de 80 reuniones académicas,
desde el diseño, implementación, seguimiento, análisis y discusión de las distintas
situaciones que se presentaron durante el desarrollo de la maestría.
Productos entregados
1. Formación de 32 recursos humanos a nivel maestría (32 maestros en Ciencias en
Enseñanza de las Matemáticas).
2. 32 tesis de maestría (propuestas de intervención pedagógica), algunas de las cuales
se han convertido en líneas de investigación o programas de actualización de mayor
impacto, como es el caso de:
i.
Vizcarra Parra, F. “Un estudio sobre la caracterización de razonamiento
estadístico de estudiantes de preparatoria: el caso de los promedios y las
gráficas”. Director de tesis: Dr. Santiago Inzunsa Cázares. Tesis apoyada
con recursos económicos de la UAS para que la investigación se realizara
en preparatorias universitarias con el propósito de que, en función de sus
resultados, se implementaran los cursos de actualización necesarios para
mejorar la enseñanza de la estadística en este nivel educativo.
ii. Bonilla Ramos, LA. “La enseñanza del tema ’Solución de Triángulos Rectán­
gulos’ en un ambiente e-learning usando el LMS moodle y las clases presen-
219
220
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ciales en la Unidad Académica Preparatoria Emiliano Zapata: Una propuesta
pedagógica”. Director de tesis: Dr. Benigno Valdéz Torres. De igual manera y
con el mismo propósito fue apoyada por la UAS.
iii. Pérez Lerma, EA. “Propuesta didáctica para la enseñanza del álgebra a través de
sistemas algebraicos computarizados”. Director de tesis: MC Diego Cárdenas
Sainz. Esta propuesta didáctica se implementó en cuatro preparatorias
del norte del estado de Sinaloa pertenecientes a la UAS, contando con la
característica de que se utilizó en alumnos reprobados o rezagados en el tema.
iv. Guzmán Reyes, MC. “Comprensión que muestran profesores de secundaria
acerca de los conceptos de probabilidad y sus dificultades para enfrentarse a
los retos del nuevo programa de matemáticas”. Director de tesis: Dr. Santiago
Inzunsa Cázares. Esta tesis se convirtió en un programa de actualización
docente para todos los profesores de secundarias técnicas en el estado de
Sinaloa con financiamiento de la Secretaría de Educación Pública y Cultura
del estado
v. Robles López, FJ. “Modelo de procedimientos didácticos para la enseñanza
del cálculo”. Director de tesis: MC Diego Cárdenas Sáinz. Tesis considerada
por el jurado de examen (Dr. Víctor Soberanis Cruz, coordinador de la Maes­
tría en la Enseñanza de la Matemática de la Universidad de Quintana Roo, y
el Dr. Eduardo Mancera Martínez, vicepresidente del Comité Interamericano
de Educación Matemática) como posible modelo a seguir en las carreras de
Ingeniería, sobre todo de Bioquímica y Química, para la enseñanza del Cálculo
utilizando herramientas didácticas físicas y/o virtuales con la ayuda del software educativo, combinando situaciones de contexto.
vi. Manjarrez Figueroa, A. “Un estudio exploratorio sobre el potencial pedagógico
del software Geojebra para el aprendizaje de las matemáticas a través de
resoluciones de problemas en alumnos de secundaria”. Director de tesis: Dr.
Santiago Inzunsa Cázares. Tesis que se ha presentado en diferentes eventos
académicos organizados por la SEPyC, con numerosas solicitudes para que se
implementen cursos, talleres o diplomados sobre esta temática.
3. Conformación de una Red Estatal de Profesores para la Enseñanza de las Matemáticas.
Red integrada por expertos en la formación y actualización docente en matemáticas
del nivel básico, medio y medio superior, conformada por la planta de profesores de
la maestría y diez egresados (con mención honorífica) de la misma. Red con la cual se
ha implementado un Programa Estatal de Diplomados en Actualización Docente de
las Matemáticas para profesores de preescolar, primaria y secundaria. Hasta la fecha,
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
se ha atendido a alrededor de 900 profesores de ese nivel. Para el nivel de preescolar, Aleyda Yudit Velázquez Hernández y Brenda Alicia Arámbura Meraz, académicas
de este nivel (educadoras frente a grupo, supervisoras interinas, asesoras técnicas
pedagógicas y actualmente directoras de plantel) de manera paralela obtuvieron el
doctorado en Tecnologías de la Información y la Comunicación con Acentuación a
Distancia, presentando como tesis “La formación de competencias docentes para
el diseño de situaciones didácticas en educación preescolar mediante foros y wikis
dentro de una plataforma virtual”. Ambas se han incorporado a la Red para responsabilizarse del nivel preescolar.
4. Reedición de la maestría (actualmente en el último cuatrimestre) dirigida, en esta
ocasión, a profesores de matemáticas del nivel de secundaria.
5. La elaboración colectiva de una propuesta para la posible segunda reedición de
la maestría dirigida a educadoras de preescolar y profesores de primaria debido
a que, por motivos de articulación de estos dos niveles y las razones obvias de la
reforma educativa 2009, es tan importante la formación de este recurso humano
de alto nivel.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Se reitera lo fundamental de la formación de recursos humanos de alto nivel como
formadores de formadores para que se involucren en procesos de actualización de los
profesores de educación básica, media y media superior para la mejora de la calidad
de la enseñanza de las matemáticas en todos y cada uno de los estados de nuestro
país, a través de programas permanentes y con rigor académico que sean verdaderas
alternativas académicas para los profesores frente a grupo.
221
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
SONORA
223
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ESTUDIO DE LA RECUPERACIÓN Y
CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES Y NUTRICIAS
1
DE PROTEÍNA DE DESECHOS DE CAMARÓN
Jaime López Cervantes2 , Dalia I. Sánchez-Machado2, Olga N. Campas-Baypoli2 y
Carolina Bueno-Solano2
Introducción
El camarón es un crustáceo decápodo de tamaño y color variable. Su cuerpo es algo encorvado y está dividido en dos partes: cefalotórax y abdomen, comercialmente conocidos como cabeza y cola, respectivamente. El cefalotórax está cubierto por un caparazón
que contiene la cabeza, órganos vitales del animal, tres pares de patas prensoras y dos
caminadoras. El abdomen está dividido en seis segmentos; el último de ellos termina
en una punta fina llamada telson (Cañipa-Morales & Durán-de-Bazúa, 1997). Aunque el
camarón es excepcionalmente nutritivo (Rui & Nuñes, 2003) solamente 55% del animal
es comestible (Armenta-López, Guerrero & Huerta, 2002), y lo restante está constituido
de gónadas y hepatopáncreas. Este residuo es descartado como basura después de la
captura del camarón o del procesamiento comercial y se convierte en una fuente de
contaminación ambiental, lo cual causa serios problemas ecológicos debido a su fácil
descomposición (Mandeville, Yaylayan & Simpson, 1992).
1 Proyecto
FOMIX: SON-2004-C03-016
Monto aprobado: $340,000.00
Aportaciones concurrentes: $230,000.00
Monto total: $570,000.00
2 Departamento
de Biotecnología y Ciencias Alimentarias del
Instituto Tecnológico de Sonora
225
226
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En la década de los 90 se inicia en el Noroeste de México una nueva alternativa de
producción de camarón (acuacultura), la cual es bien aceptada por pescadores de la
región que, preocupados por la cada vez más baja captura del crustáceo de bahía,
buscan nuevas alternativas de trabajo. La industria camaronera en Sonora y Sinaloa, es
muy productiva teniéndose incrementos anuales de 17% con una producción de 82,662
toneladas métricas (TM) en 2009 (SEMARNAP, 2009).
El incremento en las cantidades de desechos del procesamiento del camarón y otros
crustáceos (cangrejos, langostas, calamares, krill) se ha convertido en una preocupación
para las plantas procesadoras de productos marinos. Sin embargo, estos residuos o
bioproductos pueden servir como un importante fuente para la producción de quitina,
su derivado desacetilado quitosano, proteínas y pigmentos carotenoides (Shahidi, 1995).
Tradicionalmente estos residuos han sido conservados mediante secado solar, pero este
método tiene poca calidad sanitaria por lo que su aplicación está limitada a alimentos
para animales. Otros métodos alternativos son la preparación de ensilados ácidos
o alcalinos, pero éstos afectan la calidad de la quitina y proteínas que son extraídas.
También, se ha propuesto la preparación de ensilados ácidos o alcalinos o enzimáticos
destinados a la alimentación animal o para el aislamiento de quitina. Últimamente, la
fermentación láctica ha sido propuesta para el tratamiento de estos bioproductos debido
a que es barata, amigable con el medio ambiente y retiene la calidad nutricional, por lo
que incrementa la explotación de este recurso para la alimentación acuícola (Fagbenro
& Bello-Olusoji, 1997).
En los últimos años se ha demostrado que la basura de camarón es una excelente fuente
de proteínas, las cuales se encuentran asociadas con la quitina, minerales, lípidos y pigmentos (No et al., 1989). Todos ellos pueden ser removidos cuantitativamente y destinados a diversas aplicaciones biológicas tales como alimentos, colorantes y productos
farmacéuticos (Rao et al., 2000). La basura fermentada forma un ensilaje que contiene
un licor rico en proteínas y quitina insoluble (Nair & Prabhu, 1989). También, se ha estudiado la estabilización de los pigmentos, especialmente astaxantina, en ensilados con
bacterias lácticas (Guillou et al., 1995; Armenta-López et al., 2002). De acuerdo con Gildberg & Stenberg (2001), estos residuos de camarón contienen 26.5% de materia seca y
cerca de 74% son materia orgánica (principalmente proteína y quitina), 0.4% son lípidos
y el resto son minerales. De los tejidos proteicos se ha obtenido un hidrolizado, el cual
puede ser una herramienta valiosa en farmacología o como agente estimulante del crecimiento en alimentación animal.
En estudios realizados previamente por el grupo de investigación del ITSON, para el
aprovechamiento de la cabeza de camarón mediante fermentación láctica (SIMAC
980101020), se obtuvo una fracción líquida rica en proteínas, minerales y astaxantina,
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
además de una fracción sólida de quitina. Durante el desarrollo de estos proyectos se
optimizaron las condiciones de la fermentación láctica del residuo de camarón. Para ello
se utilizaron desechos de camarón de cultivo triturado, haciéndose ensayos con diversas
fuentes de carbono (glucosa, sacarosa y jarabe de maíz), y además se experimentaron
con diferentes cepas de Lactobacillus, encontrándose que las condiciones óptimas se
lograron al utilizar sacarosa y una cepa aislada de residuos marinos, identificada como
Lactobacillus, con tiempos de fermentación de 24 horas y seguimiento de pH y acidez
total titulable. En estudios recientes se han realizado análisis por cromatografía de
líquidos de alta resolución (HPLC) de concentrado proteico liofilizado, identificándose
16 aminoácidos libres. Las muestras analizadas exhiben un esquema muy similar de
aminoácidos esenciales y no esenciales. De acuerdo con su abundancia relativa los
aminoácidos predominantes fueron: alanina y glicina que en total constituyen 25%, y el
de menor abundancia fue la metionina con 3.1% (López-Cervantes et al., 2006).
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
El déficit en proteínas nutricionales es muy alto para algunos segmentos de la población
global, y puede agravarse más en el futuro a medida que la población continúe incrementándose, especialmente por el costo de la producción de proteínas en relación con la
de los carbohidratos o lípidos. Para satisfacer esta demanda es necesario encontrar nuevas fuentes de proteínas y desarrollar métodos idóneos para su utilización. El procesar
el residuo de camarón no sólo resuelve un problema ambiental, sino que también ayuda
a obtener un hidrolizado proteico. La fermentación láctica se propone como alternativa
para el tratamiento de estos desechos, ya que ofrece atractivas ventajas tales como bajos costos de inversión, lo cual es muy importante en lugares donde no se cuenta con
infraestructura. También, da un uso integral a estos residuos debido a que se pueden
separar productos de alto valor comercial como quitina, pigmentos y proteínas. Por lo
tanto, en el presente estudio se exponen las condiciones óptimas para la extracción y
secado de las proteínas recuperadas de los residuos de camarón y, adicionalmente, se
muestran los métodos analíticos desarrollados para su caracterización bioquímica. Con
lo anterior, se estaría abriendo la oportunidad de dar un valor agregado a los desechos
de camarón producido en la industria acuícola de la región, además de disminuir el efecto de contaminación ambiental.
Asimismo, se ha trabajado de manera coordinada con el usuario de los resultados de
este proyecto, de tal manera que en la primera fase del proyecto se hicieron los estudios
de escalamiento para el proceso de fermentación láctica de los desechos del camarón,
etapa no prevista en el inicio de este proyecto. Este estudio mostró el potencial de aplicación del proyecto y dio como resultado la creación de una empresa biotecnológica en
el Sur de Sonora, BIODERPAC, SA de CV, ubicada por la carretera Etchojoa-Huatabampo,
Sonora, México, con una inversión inicial de alrededor de nueve millones de pesos para
227
228
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
la primera etapa, con una capacidad de procesamiento de 20 toneladas de desechos de
camarón por día y la generación de 45 empleos directos en la región. En este contexto,
se iniciaron los estudios de caracterización del hidrolizado proteico obtenido de la fermentación industrial, generándose información representativa para trabajos futuros. El
volumen de hidrolizado que se obtiene a nivel industrial ha permitido hacer estudios del
efecto que tiene este hidrolizado como biofertilizante. Los ensayos se realizaron en suelos de más de 500 hectáreas, por lo que se requieren grandes volúmenes de hidrolizado
proteico. En la actualidad, se ha continuado invirtiendo en las instalaciones del proceso
industrial, así como en la calidad de la producción, lográndose en 2009 cumplir con los
requisitos de la acreditación para el proceso productivo
Objetivo general
Establecer las condiciones óptimas para la extracción y secado de las proteínas obtenidas
de la fermentación láctica de la basura de camarón.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
A continuación, se presentan las diversas etapas desarrolladas para la obtención y ca­
racterización bioquímica de los hidrolizados proteicos obtenidos a partir de los bioproductos generados durante el procesamiento comercial del camarón de cultivo del Sur
de Sonora, México. Las etapas desarrolladas durante el proyecto son: optimización de la
fermentación láctica de los residuos, aislamiento de los productos de la fermentación,
conservación del hidrolizado por secado, así como la caracterización bioquímica y calidad sanitaria de los hidrolizados proteicos líquidos, en pasta y en polvo.
Fermentación láctica de los desechos de camarón y sus productos
Los desechos de camarón (cabezas y cefalotórax) descongelados y molidos fueron
mezclados con 10% de sacarosa (p/p) y 5% (v/p) del inóculo comercial previamente
activado (densidad óptica igual a 1.7); se ajustó el pH por debajo de 6.5 con ácido cítrico
2M durante las primeras tres horas e incubados con agitación a 35°C durante 36 horas.
El pH y la acidez total titulable (%ATT) fueron monitoreados hasta alcanzar un pH por
debajo de 4.5 y una acidez titulable de 3.5% (López-Cervantes, Sánchez-Machado, RosasRodríguez, 2006). El producto de la fermentación es viscoso y de color naranja intenso
debido a la presencia de astaxantina. El fermentado fue centrifugado (5°C, 1250 rpm, 15
minutos) para obtener una fracción quitinosa (sedimento), un hidrolizado líquido rico
en proteínas y una pasta lipídica (sobrenadante). En peso seco, la fracción más grande
corresponde al hidrolizado líquido proteico (55%), la quitina cruda (10%), pasta lipídica
(5%) y el remante corresponde a los sólidos finos obtenidos durante el lavado de la
quitina cruda.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conservación del hidrolizado proteico en polvo y en pasta
Para la producción del hidrolizado en polvo, el hidrolizado líquido fue deshidratado
utilizando un secador de atomización a escala de laboratorio. Inicialmente, el líquido
fue calentado en una parrilla eléctrica a 80°C. Las temperaturas del aire fueron 180°C
y 140°C en entrada y la salida del secador, respectivamente. La velocidad de la bomba
peristáltica fue mínima para producir un flujo lento (1 l/h) y el flujo del aire en la cámara
de 100%.
El concentrado en pasta fue preparado en diseño experimental de laboratorio. Se estudiaron tres temperaturas diferentes a 70, 80 y 90°C, siendo a 80°C la óptima. El diseño
experimental consistió en una bomba de vacío conectada a una trampa de humedad;
a su vez, ésta estaba conectada a un matraz con algodón con la finalidad de retener la
humedad proveniente de la evaporación del agua del hidrolizado proteico. El tiempo
nece­sario para lograr la consistencia óptima del concentrado fue de una hora y media.
En la Figura 1, se muestran los hidrolizados proteicos en tres presentaciones, polvo,
pasta y líquido.
Figura 1. Hidrolizados proteicos en tres presentaciones
Concentrado
Hidrolizado proteico polvo
Hidrolizado proteico líquido
Composición química de los hidrolizados proteicos
Los hidrolizados de proteínas fueron analizados para humedad, cenizas y proteínas
usando el método estándar AOAC 930.15, 942.05 y 992.15 respectivamente (AOAC,
1995). El contenido de humedad en el polvo seco, el concentrado en pasta y en el líquido
229
230
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
hidrolizado fue de 5.78, 32.06 y 83.29%, respectivamente. El contenido de cenizas está
en el rango de 2.03 (en el hidrolizado líquido) a 8.25% (en el polvo). El alto contenido de
minerales se puede atribuir a que durante la fermentación de los residuos de camarón
ocurre una desmineralización y la mayoría de los minerales quedan en el hidrolizado.
El contenido promedio de proteínas fue de 8.43%, 28.02% y 46.73% para el hidrolizado
líquido, el concentrado en pasta y el polvo seco, respectivamente.
Perfil de aminoácidos en los hidrolizados
El contenido de aminoácidos totales en el polvo, la pasta y el licor sin tratamiento fue
de 344.8 mg/g (bs), 360.6 mg/g (bs), y 237.7 mg/g (bs), respectivamente. En ambas
formas –polvo y pasta–, tirosina fue el aminoácido presente en mayor cantidad, 19.3 y
29.5%, respectivamente; mientras que para el licor sin tratamiento el aminoácido más
abundante fue alanina con 14.4%. El total de aminoácidos esenciales presentes, el licor
sin tratamiento, polvo y pasta fue de 47.0, 61.4 y 53.1%, respectivamente.
Optimización de la hidrólisis alcalina de proteínas para cuantificación de triptófano y
tirosina por HPLC
El contenido de triptófano total es poco reportado en el perfil de aminoácidos debido
a que es destruido durante las condiciones ácidas requeridas para la hidrólisis de las
proteínas. Por ello, para la determinación de este aminoácido se requiere una hidrólisis
alcalina de las proteínas. Con base en ello, en este proyecto se optimizaron las condiciones
alcalinas para la hidrólisis de las proteínas del hidrolizado liofilizado mediante ensayos
a diferentes tiempos de hidrólisis, temperaturas y concentración de hidróxido de sodio.
Además, las condiciones cromatográficas fueron optimizadas y validadas para el análisis
de triptófano libre y total, encontrándose que el contenido de triptófano total (10.78
mg/g bs de muestra seca) es tres veces mayor que el triptófano libre en el hidrolizado
liofilizado. El método propuesto requiere cantidades pequeñas de muestra y mínima
preparación de las muestras.
Cuantificación de riboflavina y aminoácidos aromáticos en el hidrolizado
Como parte de este proyecto, fue desarrollado y validado un método analítico para la
determinación del contenido de riboflavina (vitamina B2) y aminoácidos aromáticos
libres (tirosina, fenilalanina y triptófano) por cromatografía de líquido de alta resolución
(HPLC). El método desarrollado es rápido, sensible, preciso, exacto y permite cuantificar a
los cuatro componentes bajo las mismas condiciones, variando solamente las longitudes
de onda óptimas para cada compuesto. Al aplicar este método, se encontró que la pasta
presenta el mayor contenido de tirosina, 7.03 mg/g (bs), mientras que el contenido de
fenilalanina y triptófano en el hidrolizado líquido fue de 16.28 mg/g (bs), y 5.57 mg/g
(bs), respectivamente. Además, la pasta con 4.24 µg/g (bs) fue la principal fuente de
riboflavina (ver Figura 2). En la Figura 3 se presentan los cromatograma de las muestras
de hidrolizados.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 2. Contenido de tirosina, fenilalanina, triptófano libres y riboflavina
en tres formas de hidrolizado proteico
Figura 3. Cromatograma de las muestras de hidrolizados
231
232
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Calidad sanitaria
Las aminas biogénicas se forman por la descarboxilación enzimática o microbiológica
de diversos aminoácidos libres, y aparecen en productos fermentados, pescados, vinos
y quesos. Considerando que el proceso de producción de los hidrolizados es mediante
fermentación láctica, se decidió cuantificar aminas biogénicas como la histamina,
tiramina, putrescina y cadaverina en el hidrolizado proteico en polvo por HPLC como
índice de calidad sanitaria. La presencia de las aminas biogénicas esta asociada con las
condiciones sanitarias de los procesos de producción de alimentos. Adicionalmente, los
análisis microbiológicos del hidrolizado en polvo fueron negativos para coliformes –E.
coli, Staphylococcus aureus, Salmonella, fungi y Pseudomonas. Por otra parte, la cuenta
total de mesófilos fue de 1730 unidades formadora de colonias (UFC)/g, sin embargo,
este nivel no representa un riesgo para la salud.
Productos entregados
Difusión
1. Publicaciones en revistas indexadas internacionales:
• López-Cervantes, J., Sánchez-Machado, D.I., Rosas-Rodríguez, J.A. (2006).
•
•
•
•
“Analysis of free amino acids in fermentated shrimp waste by highperformance liquid chromatography”. Journal of chromatography A, 1105,
106-110.
Sánchez-Machado, D.I., Chavira- Willys, B., López-Cervantez, J. (2008) “Highperformance liquid chromatography with fluorescence detection for quantitation of tryptophan and tyrosine in a shrimp waste protein concentrate”.
Journal of Chromatography B, 863, 88-93.
Sánchez-Machado, D. I., López-Cervantes, J., Martínez-Cruz O. (2008).
“Quantification of Organic Acids in Fermented Shrimp Waste by HPLC”. Food
Technology and Biotechnology, 46 (4) 456-460.
Bueno-Solano, C., López-Cervantes, J., Campas-Baypoli, O.N., LauteríoGarcía, R., Adan-Bante, N.P., Sánchez-Machado, D.I. (2009). “Chemical and
biological characteristics of protein hydrolysates from fermented shrimp byproducts”. Food Chemistry 112, 671-675.
Bueno-Solano, C., López-Cervantes, J., Campas-Baypoli, O. N., Cortez-Rocha,
M. O., Casillas-Hernández, R., Milán-Carrillo, J., Sánchez-Machado, D. I.
(2009). “Quantitative HPLC analysis of riboflavin and aromatic amino acids
in three forms of shrimp hydrolysates”. Journal of Liquid Chromatography &
Related Technologies, 32, 3009-3024.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
2. Capítulo de libro:
• López-Cervantes, J., Adam-Bante, N. P., Sánchez-Machado, D. I. (2009).
Capitulo No. 8. “Separation and biochemical characterization of the products
from fermented shrimp wastes”. En: Sea by-products as real material: New
Ways of application. Le Bihan E. (Ed.). Transworld Research Network, Kerala,
India. ISBN. 978-81-7895-485-1, pp. 509-524.
3. Memorias en extenso:
• Sánchez-Machado, D.I., López-Cervantes, J., Ríos-Vázquez, N.I. (2005).
•
•
•
“Transformación biotecnológica de los residuos de camarón de cultivo”.
Extenso en Encuentro Académico: Avances en el Aprovechamiento Biotecnológico de Productos Agropecuarios. Reynosa, Tamaulipas, México: Editado por Universidad Autónoma de Tamaulipas. ISBN: 978-970-722-609-8, pp.
190 – 203.
Adan-Bante, N.P., López-Cervantes, J., Sánchez-Machado, D.I. (2007).
“Perfil de aminoácidos y composición proximal de las fracciones obtenidas
del fermentado de los residuos de camarón”. Extenso en: VI Congreso del
Noroeste, II Nacional en Ciencias Alimentarias y Biotecnología. Hermosillo,
Sonora, México: Universidad de Sonora.
Bueno-Solano, C., Sánchez-Machado, D. I., Rodríguez-Núñez J. R., Félix-Camarena, C. A., López-Cervantes, J. (2007). “Cenizas, proteínas y aminoácidos totales en el concentrado proteico obtenido de la fermentación de los
residuos de camarón”. Extenso en: VI Congreso del Noroeste, II Nacional en
Ciencias Alimentarias y Biotecnología. Hermosillo, Sonora, México: Universidad de Sonora.
Adan-Bante N.P., López-Cervantes J., Bueno-Solano C., Campas-Baypoli O.N.,
Sánchez-Machado D.I. (2009). “Separación y caracterización bioquímica de
los productos de la fermentación láctica de los residuos del camarón”. Extenso
en: II Encuentro de expertos en residuos sólidos. Morelia, Michoacán.
Formación de Recursos Humanos
•
•
•
Doctorado en Ciencias en Biotecnología: “Caracterización bioquímica de los bioproductos aislados de la fermentación láctica de los residuos de camarón”. 2008.
Maestría en Ciencias en Recursos Naturales: “Determinación de triptófano y tirosina
(libres y proteicos) por HPLC en hidrolizados de residuos de camarón”. 2006.
Maestría en Ciencias en Recursos Naturales: “Aplicación de las perlas de quitosano
y del péptido de la semilla de moringa oleífera en el tratamiento de aguas”. 2008.
233
234
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
•
Ingeniero Biotecnólogo: “Análisis de aminoácidos libres en el residuo de cabeza de
camarón fermentado por cromatografía líquida de alta resolución”. 2005.
Ingeniero Biotecnólogo: “Cuantificación de ácidos láctico durante el ensilaje de residuos de camarón por cromatografía líquida de alta resolución”. 2005.
Ingeniero Biotecnólogo: “Determinación de las propiedades funcionales de las proteínas de camarón”. 2006.
Ingeniero Biotecnólogo: “Extracción de quitosano a partir del licor proteico obtenido
de la fermentación láctica de los desechos de camarón”. 2008.
Conclusiones
Los hidrolizados proteicos líquidos, en pasta y en polvo derivados de la fermentación
láctica de los residuos de camarón son buenas fuentes de aminoácidos esenciales,
proteínas y cenizas.
Estos hidrolizados pueden ser incorporados en la dieta de humanos y animales como
suplementos por su buena calidad nutricional y sanitaria.
Los métodos analíticos desarrollados y validados han demostrados su aplicabilidad para
la cuantificación de aminoácidos libres y totales, vitaminas y aminas biogénicas para las
tres presentaciones de hidrolizados debido a su precisión, exactitud y mínima manipulación de muestras.
Referencias
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de camarón, un proyecto exitoso”. Revista Industria Alimentaria. Vol 19 (3): 10-17.
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digestibility of fermented shrimp head silage”. Food Chemistry. Vol (60): 489-493.
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México), 2009: Anuario Estadístico de Pesca, México City. pp-329/05.
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harp seal (Phoca groenlandica)”. Journal Agricultural and Food Chemistry, 42, 2634-2638.
235
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DESARROLLO DE UN MÉTODO PARA LA
OBTENCIÓN DEL EXTRACTO ACTIVO DE
SULFORAFANO A PARTIR DE SUBPRODUCTOS
1
DE BRÓCOLI (BRASSICA OLERACEA L.)
Jaime López-Cervantes,2 Dalia I. Sánchez-Machado,
Olga Nydia Campas-Baypoli y Carolina Bueno-Solano
Introducción
Anualmente la industria alimentaria produce una cantidad importante de residuos que
comúnmente son desechados, lo cual implica gastos de manejo, así como problemas
ambientales. Recientemente las industrias se han esforzado para darle valor agregado a
los subproductos de sus procesos con la finalidad de optimizar sus recursos, mejorar su
competitividad y para contribuir en el cuidado del medio ambiente.
El aprovechamiento de estos residuos agroindustriales se ha ido incrementando en los
últimos años debido a que se generan productos de interés para diversas industrias tales
como la farmacéutica, cosmética y alimentaria. Ejemplo de lo anterior es la extracción
de colorantes como el licopeno y β-caroteno a partir de los residuos del procesamiento
del tomate (Sabio et al., 2003), antocianinas a partir de cáscaras frescas de café (Prata
1 Proyecto
FOMIX: SON-2006-C01-66073
Monto aprobado: $150,000.00
Aportaciones concurrentes: $150,000.00
Monto total: $300,000.00
2 Departamento
de Biotecnología y Ciencias Alimentarias,
Instituto Tecnológico de Sonora.
237
238
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
& Oliveira, 2007). Recientemente de los residuos agrícolas del brócoli se ha estudiado la
extracción de compuestos fenólicos (Peschel et al., 2006) y de los residuos del proceso
industrial se purificó la enzima peroxidasa (Duarte-Vázquez et al., 2007).
A nivel mundial se producen alrededor de 19,107,751 toneladas de brócoli y coliflor, de
las cuales China e India generan 70% de la producción. Italia, Francia y España son los
principales productores del mercado Europeo, mientras que Estados Unidos y México del
mercado Latinoamericano (FAO, 2009). Considerando que de cada planta se comercializa
solamente la inflorescencia, la cual constituye alrededor de 30% del peso total, se estima
un remanente mundial de aproximadamente 38 millones de toneladas de residuos de
este vegetal. Específicamente, en el Valle del Yaqui se cultivan anualmente en promedio
500 hectáreas (has) de brócoli con una producción promedio de 12,377 toneladas (SIAPSAGARPA, 2009). El 100% del producto se comercializa en fresco para exportación.
De las inflorescencias producidas en el campo, alrededor de 70% cumplen con las
especificaciones de calidad, por lo que se estima un remanente promedio de 3,700 tons
de inflorescencias y del resto de la planta.
La principal limitante para el aprovechamiento de estos residuos agrícolas en la
alimentación animal o humana es la toxicidad (bociogénicos) que se atribuye a su alto
contenido de glucosinolatos (Alpuche-Sólis & Paredes-López, 1992). Los productos
de la hidrólisis de estos compuestos azufrados le imparten olores y sabores intensos
característicos a los residuos agrícolas del brócoli, lo que trae como consecuencia el
rechazo de este alimento. En la planta la función de estos compuestos es la de protección
contra predadores o microorganismos (Lampe, 2003). Paradójicamente de manera
reciente estos compuestos han adquirido interés por sus efectos benéficos para la salud,
ya que se están considerando como fitoquímicos.
La innovación de un proceso para obtener productos de valor agregado a partir de
los residuos agrícolas del brócoli es compleja. Sin embargo, en el presente estudio se
proponen algunas alternativas para aprovechar estos residuos mediante la obtención
de productos con valor agregado, y a la vez minimizar el impacto que ejercen en el
medio ambiente. Para lograr lo anterior, es necesaria la caracterización fisicoquímica
de los compuestos de interés tales como la fibra, proteína, vitaminas, minerales y
fitoquímicos. Entre los fitoquímicos que contiene el brócoli están los compuestos
fenólicos y los glucosinolatos (Jeffery et al., 2003). Actualmente existe un gran interés
por el glucosinolato glucorafanina, que es el compuesto precursor del isotiocianato
sulforafano. Este último se ha comprobado que posee actividad anticarcinogénica, ya
que presenta propiedades específicas contra la formación de tumores sólidos (Talalay
& Fahey, 2001). Por lo anterior, en el presente trabajo se consideró al compuesto
sulforafano como el fitoquímico de interés.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La gran cantidad de residuos agrícolas producidos cada año constituye un verdadero
problema para los agricultores, quienes están obligados a deshacerse de ellos pero esto
genera una inversión por disposición de residuos así como contaminación ambiental.
Actualmente los tratamientos utilizados suelen ser baratos pero inadecuados. Por ello,
el interés en la composición de estos residuos se ha extendido de los nutrientes tradicionales a compuestos bioactivos que pueden prevenir enfermedades crónicas.
En el presente trabajo de investigación se presentan los resultados del aprovechamiento
de los residuos agrícolas del brócoli para la obtención de productos con valor agregado.
Lo anterior contribuiría en la disminución de la contaminación por residuos sólidos, lo
cual traería como consecuencia la mejora del medio ambiente. Pero el interés principal
del tratamiento de estos residuos vegetales es la preparación de productos novedosos
que puedan ser comercializados para mejorar la competitividad de las empresas.
Objetivo general
Desarrollar un método para la extracción y conservación del sulforafano a partir subproductos del brócoli mediante la identificación y cuantificación por cromatografía líquida
de alta resolución (HPLC).
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
El proyecto se llevó a cabo en dos etapas: la Etapa I fue para la caracterización química
de los residuos agrícolas y la Etapa II fue para desarrollar el método.
Etapa I. Consistió en la caracterización fisicoquímica de harinas obtenidas a partir de los
residuos agrícolas de brócoli, en la cual se incluyó la determinación del perfil de aminoácidos, perfil de ácidos grasos, proteína, cenizas, lípidos, fibra cruda, y las propiedades
fisicoquímicas de inflorescencias, tallos y hojas.
Las muestras se recolectaron en el campo, y se separaron en lotes de inflorescencias,
tallos y hojas (Figura 1). El tamaño de partícula de las muestras se disminuyó utilizando
un cortador de cuchillas. Posteriormente, las muestras se secaron a 60°C, y se trituraron
para obtener las harinas (Figura 2). El contenido de humedad, proteína cruda, cenizas
totales y fibra cruda se realizó según los métodos oficiales de la AOAC (1984). El contenido
de lípidos se determinó por extracción con solventes de acuerdo con el método de
Sánchez-Machado et al. (2004).
239
240
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 1. Residuos agrícolas de brócoli
Figura 2. Harinas de residuos agrícolas de
brócoli
El contenido de aminoácidos totales se determinó por cromatografía de líquidos de alta
resolución (HPLC), aplicando el método de López-Cervantes et al. (2006). El contenido
relativo de ácidos grasos en los lípidos de las harinas se determinó por cromatografía
de gases de acuerdo con la metodología establecida por Sánchez-Machado et al. (2004).
Las propiedades fisicoquímicas que se determinaron a las harinas fueron el índice de
absorción de agua (IAA), índice de solubilidad en agua (ISA), pH y el tamaño de partícula.
La composición bioquímica muestra que las harinas obtenidas contienen los nutrimentos
necesarios para su utilización como suplementos alimenticios. Pero, existen variaciones
significativas en sus constituyentes según la fracción de la planta analizada, lo cual se
debe considerar durante su uso y aplicación en la industria alimentaria. Por ejemplo,
la harina de tallos presentó el mayor contenido de fibra, un alto índice de absorción
de agua, un color claro y una menor intensidad del olor característico del brócoli; ésta
podría evaluarse para la retención de agua en productos cárnicos.
Etapa II. En ésta se validó la metodología para la cuantificación del fitoquímico sulforafano
en muestras frescas y liofilizadas de los residuos de brócoli, utilizando cromatografía
líquida de alta resolución (HPLC).
Se utilizó el estándar de sulforafano para optimizar las condiciones cromatográficas en el
sistema HPLC, el cual está equipado con un detector de arreglo de diodos y una columna
analítica (250 mm X 4,6 mm d.i.) Exil ODS C18 con un tamaño de partícula de 5 μm. Las
condiciones cromatográficas fueron: fase móvil acetonitrilo, agua en proporción 30:70
(v/v) con gradiente isocrático. La velocidad del flujo a 0.6 ml/min, la temperatura de la
columna a 36°C. La detección se realizó por ultravioleta a 202 nm y el tiempo total entre
inyecciones de 20 min.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Con base en lo anterior se procedió a optimizar las condiciones de conversión de glucorafanina a sulforafano en muestras de brócoli fresco por medio de la aplicación de
un diseño de superficie de respuesta. Para la purificación de los extractos orgánicos, se
utilizó una columna de extracción en fase sólida (SPE, Figura 3) de acuerdo con el método
propuesto por Bertelli et al. (1998).
La preparación de la muestra consistió en tres pasos: 1) La conversión de glucorafanina
a sulforafano, 2) La extracción de sulforafano con diclorometano, y por último 3) la purificación del extracto orgánico utilizando columnas SPE. La solución colectada se secó
en estufa de vacío a 45°C y el residuo se disolvió con 2 ml de acetonitrilo; después, el
extracto se filtró a través de una membrana de celulosa de 0.45 μm. Finalmente, se
inyectaron 20 μl en la columna del HPLC. La validación del método propuesto se realizó
considerando los parámetros de linealidad, límite de detección, precisión, reproducibilidad y exactitud.
La aplicabilidad práctica del método se determinó en muestras frescas y liofilizadas de
brócoli. También se evaluó el contenido de sulforafano en muestras de brócoli fresco almacenado por 7 días en refrigeración y congelación. El método desarrollado para cuan­
tificar sulforafano presenta ventajas en cuanto a la simplicidad de los procedimientos
Figura 3. Conversión, extracción y purificación de los extractos
Figura 4. Productos obtenidos de los residuos agrícolas de brócoli
241
242
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
para la preparación y purificación de la muestra, volumen pequeño de solventes para
la extracción y características analíticas apropiadas del método HPLC en fase reversa.
En la Figura 4 se muestran los productos generados a partir de los residuos agrícolas
de brócoli.
Productos entregados
A) Difusión
1. Publicaciones en revistas indexadas internacionales:
• Campas-Baypoli ON, Sánchez Machado DI, Bueno-Solano C, Ramírez-Wong B.,
López-Cervantes J. “HPLC method validation for measurement of sulforaphane level
in broccoli by-products”. Biomedical Chromatography 2010; 24:387-392.
• Campas-Baypoli ON, Sánchez-Machado DI, Bueno-Solano C, Núñez-Gastélum JA,
Reyes-Moreno C, López-Cervantes J. “Biochemical composition and physicochemical
properties of broccoli flours”. International Journal of Food Sciences and Nutrition
2009; 60(S4):163-173.
• Campas-Baypoli ON, Bueno-Solano C, Martínez-Ibarra DM, Camacho-Gil F, VillaLerma AG, Rodríguez-Núñez JR, López-Cervantes J, Sánchez Machado DI. “Contenido
de Sulforafano (1-isotiocianato-4-(metilsulfinil)-butano) en Vegetales Crucíferos”.
Archivos Latinoamericanos de Nutrición 2009; 59 (1).
2. Capítulo de libro:
• Olga N. Campas-Baypoli, Jaime López-Cervantes, Marco A. Gutiérrez-Coronado,
Ma. I. Estrada-Alvarado, Dalia I. Sánchez-Machado. “Caracterización bioquímica y
cuantificación de sulforafano en residuos del brócoli: Investigación de CA”. En Del
Hierro Parra E., Gassós Ortega, L. E., González Roman, M. La educación y el desarrollo
social. Capítulo I, páginas 113-126. México: ITSON. ISBN: 978-607-95240-0-5 (Edición
en papel), ISBN: 978-607-95240-1-2 (Edición electrónica).
3. Memorias en extenso:
• Jaime López Cervantes, Dalia Isabel Sánchez Machado, Olga Nydia Campas Baypoli
(2007). “Perfil de Aminoácidos, Fibra cruda, Proteínas, Cenizas y Propiedades
Funcionales de los Residuos de Brócoli”. Extenso en: VI Congreso de Biotecnología y
Ciencias Alimentarias, Universidad de Sonora.
4. Trabajos libres:
• Ponencia en cartel en la IV Conferencia de latinoamericanas en las ciencias exactas
y de la vida Ciencia Mujer 2009, con el tema: “Propiedades funcionales y nutracéuticas de los bioproductos del brócoli”. Realizado del 14 al 16 de Octubre en Guatemala. 2009.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
•
Ponencia en cartel en el XIII Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería y
VII Simposio Internacional de Producción de Alcoholes y Levaduras, con el tema:
“Fermentación láctica de residuos de brócoli”. Realizado del 21 al 26 de Junio en
Acapulco, Guerrero, México. 2009.
Participación como ponente en la Quinta reunión anual de academias, con el tema:
“Caracterización bioquímica y cuantificación de sulforafano en residuos del brócoli:
Investigación del Cuerpo Académico”. Organizado por la Dirección de Desarrollo
Académico del Instituto Tecnológico de Sonora. 2008.
Presentación en cartel en las Jornadas Científicas de Biotecnología y Ciencias
Alimentarias. Con el tema: “Cuantificación del fitoquímico sulforafano en brócoli
y repollo frescos”. Organizado por el Departamento de Biotecnología y Ciencias
Alimentarias del Instituto Tecnológico de Sonora. 2008.
Ponencia en cartel en el VI Congreso del Noroeste y II Nacional en Ciencias
Alimentarias y Biotecnología, con el tema: “Perfil de aminoácidos, fibra cruda,
proteínas, cenizas y propiedades funcionales de los residuos de brócoli”. Realizado
en el centro de las artes UNISON. Hermosillo, Sonora, México. 2007.
B) Formación de Recursos Humanos
•
•
•
•
•
•
•
Doctorado en Biotecnología. “Estudio de los residuos agrícolas del brócoli como
alimentos nutracéuticos: composición bioquímica y validación de un método HPLC
para la cuantificación de sulforafano”, 2009.
Ingeniero Biotecnólogo. “Efecto del secado en el contenido de sulforafano en
residuos de brócoli fermentados”, 2009.
Ingeniero Biotecnólogo. “Fermentación láctica de residuos de brócoli para la
cuantificación de sulforafano por HPLC”, 2009.
Ingeniero Biotecnólogo. “Caracterización química de los bioproductos obtenidos de
la fermentación láctica de los residuos de brócoli”, 2009.
Ingeniero Biotecnólogo. “Cuantificación de sulforafano en brócoli y sus germinados
por HPLC”, 2009.
Licenciado en Tecnología de Alimentos. “Identificación y cuantificación del
sulforafano en repollo por HPLC”, 2008.
Licenciado en Tecnología de Alimentos. “Identificación y cuantificación de sulforafano
en brócoli fresco por cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC)”, 2008.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Después de realizar esta investigación se considera que el aprovechamiento integral de
los residuos agrícolas de brócoli es una alternativa viable económicamente y amigable
con el medio ambiente, que promueve la obtención de productos con valor agregado
243
244
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
para su uso en la industria alimentaria. Con estos residuos se pueden obtener derivados alimenticios con propiedades beneficiosas para la salud como suplementos con
alto contenido de fibra y/o proteína, mejoradores de textura o extractos activos ricos
en sulforafano.
Además, los resultados de este proyecto darán apertura para el desarrollo y consolidación
de una línea de generación y aplicación del conocimiento que dé origen a propuestas
interdisciplinarias e interinstitucionales para dar continuidad al estudio del extracto
de sulforafano como potente anticarcinogénico, mediante la formación de personal
altamente especializado y la vinculación con el con el sector empresarial.
Referencias
AOAC. 1984. Official methods of analysis. 14th ed. Arlington, VA: Association of Official
Analytical Chemists.
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Bertelli D, Plessi M, Braghiroli D, Monzani “A. Separation by solid phase extraction and
quantification by phase reverse HPLC of sulforaphane in broccoli”. Food chemistry 1998;
63(3): 417- 421.
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FAO. “Food and Agriculture Organization of the United Nations”, 2009. FAO Statistical
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López-Cervantes J, Sánchez-Machado DI, Rosas-Rodríguez JA. “Analysis of free amino
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supercritical CO2”. Industrial & Engineering Chemistry Research 2003; 42: 6641-6646.
Sanchez-Machado DI, López-Cervantes J, López-Hernández J, Paseiro-Losada P. “Fatty
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Información Agroalimentaria y Pesquera. (http://www.siap.gob.mx/), 2009.
Talalay P, Fahey J.W. “Phytochemicals from cruciferous plants protect against cancer by
modulating carcinogen metabolism”. Journal of Nutrition 2001; 131(11):3027S-3033.
245
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
SISTEMA DE MONITOREO DE CALIDAD
1
POR PERFILOMETRÍA ÓPTICA
Dino Alejandro Pardo Guzmán,2 Marco Antonio Valenzuela Escárcega, Karel Axel
Lizárraga, Martín Gustavo Vázquez Palma, David Domínguez y Ricardo Paz Pellat
Introducción
La clasificación de la carne se refiere a la práctica de evaluación de la carne en relación
con sus atributos organolépticos de calidad. Dependiendo de la normativa de cada país,
la blandura, jugosidad y frescura de la carne se evalúan mediante una estimación de su
madurez (ósea, adiposa y muscular) y la cantidad de grasa presente. Como se muestra
en la Figura 1, en el ganado bovino la inspección se realiza sobre el Ribeye localizado
entre la costilla 12ª y 13ª de una canal.
La clasificación objetiva de la carne no sólo permite al consumidor saber lo que está
ingiriendo, sino que también ofrece al productor de ganado el conocer la calidad misma
de su proceso. En la mayoría de los países, esta práctica es realizada mediante inspección
visual de la canal. Un inspector entrenado utiliza plantillas para determinar el color de la
grasa y de la carne, así como para medir el área del músculo longissimus dorsi o Ribeye.
1 Proyecto
FOMIX: SON-2004-C03-027
Monto aprobado y total: $900,000.00
2 Del
Centro de Investigación y Desarrollo de Ingeniería Avanzada, SA de CV,
de Hermosillo, Sonora.
247
248
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Evaluación del grado de calidad
Figura 1. Inspección de una canal
En la mayoría de los países, la clasificación es realizada
mediante inspección visual de la canal. Un inspector
certificado o clasificador utiliza plantillas para determinar,
primero, el color de la grasa y de la carne, así como para
medir el área del músculo longissimus dorsi o Ribeye, el
espesor de la grasa dorsal, y finalmente, la madurez o
edad del animal, así como su conformación, se integran al
diagnóstico para determinar el grado de calidad de la canal.
En México, la clasificación de la carne de bovinos en canal
se rige por la norma mexicana NMX-FF-078-SCFI-2002.
Según se establece, esta norma tiene cobertura nacional
y se instrumentará en las plantas de sacrificio y rastros TIF
(Tipo Inspección Federal) registrados por la SAGARPA que
operan bajo condiciones de sanidad e higiene establecidas
en la norma oficial mexicana NOM-08-ZOO-1998.
Área del Ribeye
El área del Ribeye es un parámetro importante para valorar la canal por varias razones.
Por un lado, países como Japón demandan que el tamaño de los cortes de Ribeye no
rebasen un cierto límite; por otro, permiten estimar el rendimiento de la canal y con ello
asignar un precio.
La figura 2 muestra una plantilla cuadriculada que personal entrenado utiliza para
estimar el área del Ribeye. El personal marca sobre la plantilla el contorno del músculo
para más tarde contar los cuadrados llenos y parcialmente llenos dentro del contorno.
Figura 2. Área del Ribeye
Proceso manual
Proceso Electrónico
Área del Ribeye:
115 cm2
Tiempo : 4 minutos
Área del Ribeye:
118.7475 cm2
Tiempo : 4 segundos
Figura 3. Espesor de grasa dorsal
Espesor de grasa dorsal
medido ¾ a lo largo del
longissimus dorsi
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Esto requiere mucho tiempo y gasto, pues se necesita una plantilla diferente para cada
canal. La figura de la derecha muestra la segmentación automática que una computadora
realiza sobre una imagen digital del Ribeye. Este proceso dura menos de un segundo.
La desventaja que algunos equipos completamente automatizados presentan aquí es
la confusión que enfrentan cuando el músculo de interés está prácticamente unido a
músculos adyacentes. ProScan es un equipo semiautomatizado que permite al usuario
separar con un toque el músculo de interés.
Espesor de grasa dorsal
El espesor de la grasa dorsal o subcutánea es quizás el parámetro más importante para
estimar el rendimiento de la canal. Este parámetro es también el más difícil de medir,
pues una vez que se retira la piel de la canal, ésta puede llevarse consigo una parte importante de la grasa dorsal. La medición de la grasa dorsal podría entonces ser más eficien­
te cuando el animal aún está vivo, mediante técnicas de ultrasonido. Esta opción, sin
embargo, sería diferente a lo que marca la norma mexicana, japonesa o estadounidense.
En la figura 3 se muestra el procedimiento típico para estimar el espesor de la grasa
dorsal de acuerdo con la norma mexicana. El personal de clasificación dibuja una
bisectriz a lo largo del músculo de interés, después dibuja una línea perpendicular a
la bisectriz partiendo de un punto a ¾ de longitud de la bisectriz. Finalmente, se mide
el espesor de la grasa dorsal en el punto donde la perpendicular interceptó la capa de
grasa dorsal. Este procedimiento tampoco se realiza en la mayoría de los rastros por lo
tedioso y complicado, de manera que el personal decide medir el espesor de la grasa
dorsal en cualquier punto bajo el supuesto que es constante. En la figura también se
muestra cómo una computadora ha identificado el músculo de interés y ha aproximado
su contorno al de una elipse; de esta manera puede fácilmente identificar el semieje
mayor, y dibujar una línea perpendicular a éste con extrema precisión para finalmente
medir el espesor de la grasa dorsal.
Marmoleo
Es la cantidad de grasa entreverada en las fibras musculares y se evalúa en el área del ojo
de costilla en un corte hecho entre las costillas 12ª y 13ª. El marmoleo es el principal factor
a tomar en cuenta por el consumidor estadounidense para determinar la calidad de la
carne. Mientras el nivel de marmoleo sea mayor, la carne será de mejor calidad, puesto
que ésta tendrá mejor sabor y será más jugosa. El marmoleo, sin embargo es también
considerado, por consumidores en otros países, como un factor de riesgo para la salud.
La correcta determinación del marmoleo depende en gran medida de la determinación
del contorno del longissimus dorsi. La Figura 4 muestra el proceso de evaluación del
marmoleo mediante algoritmos de procesamiento automatizado de imágenes.
249
250
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 4. Porcentaje de marmoleo
Figura 5. Osificación
Cartílago
sin osificación
ProScan
% Marmoleo =
Área de marmoleo
(verde-arriba)
Área de carne
(rojo-abajo)
Cartílago
con osificación
Madurez ósea
La madurez ósea de la canal se observa al analizar el proceso de osificación en las
costillas y en los cartílagos en el área torácica (Figura 5). Cuando las costillas empiezan a
osificarse, se observan franjas rojas (irrigación) mientras que la osificación del cartílago
se inicia como pequeñas islas rojas.
Color
Es quizás uno de los dos atributos sensoriales más importantes que puede juzgar el consumidor en el punto de venta. Las referencias al color de la carne en las especificaciones
incluyen sólo colores asociados con cambios en la madurez. El color de la carne en la
evaluación de una canal está íntimamente relacionado con otros factores como el estrés
producido por el manejo inadecuado del bovino antes del sacrificio o el tipo de suplementos y vitaminas que ingirió.
El color de la carne y de la grasa son utilizados también como estimadores indirectos de
la madurez muscular y adiposa respectivamente.
Actualmente se utilizan plantillas para estimar el color. Existen técnicas más objetivas
para describir el color, el sistema más empleado ha sido definido por la Comisión
Internacional de la Iluminación (Commission International du l’Eclairage, CIE). El sistema
CIE-Lab se basa en el uso de estándares de iluminación y calcula las coordenadas de color
L* (luminosidad), a* (coordenada verde-rojo) y b* (coordenada azul-amarillo) mediante
el uso de espectrofotómetros o colorímetros.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Grado de calidad
La calidad de la carne depende de sus propiedades organolépticas, siendo la jugosidad
y la suavidad las más importantes. La jugosidad está íntimamente ligada con el marmoleo, así como la suavidad lo está con la madurez fisiológica del animal. Así, una vez que
el grado de marmoleo es determinado, la región de calidad a la que se asigna la canal
dependerá de su grado de madurez como se muestra en la Figura 6.
Figura 6. Grado de calidad
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La clasificación de la carne cumple varios objetivos:
1. Asistencia al productor de ganado para identificar y asignar el precio en función de
parámetros objetivos de calidad y cantidad de la carne.
2. Una herramienta precisa para proveer a diferentes segmentos de mercado con la
calidad de carne que están demandando.
3. Apoyo en la promoción y mercadotecnia de la calidad de los productos cárnicos.
Actualmente, la clasificación de la carne en canal se realiza en varios estados de la
República por medios manuales, tediosos e imprácticos. La evaluación es efectuada
típicamente por comités estatales de la carne. Dada la dificultad para estimar pre­
251
252
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
cisamente la calidad de la carne por estos medios, los productores constantemente
logran, mediante presión, alterar el juicio del evaluador. El resultado es un proceso poco
confiable y sin validez internacional.
El uso de un dispositivo electrónico para clasificación de la carne provee al proceso no
sólo de mucha mayor precisión y rapidez en la evaluación, sino además dificulta que se
altere la calificación de la canal.
Más allá de la pertinencia, la clasificación de la carne en Sonora, Baja California, Sinaloa
y Nuevo León es de carácter obligatorio. Dicha obligatoriedad está establecida en Sonora
por la Ley de Ganadería para el Estado de Sonora, publicada en el Boletín Oficial en
noviembre de 2005, Título Tercero, Capítulo I, Sección I.
Objetivo general
Desarrollar un dispositivo electrónico para clasificar de manera precisa y rápida la carne
de bovinos en canal. El dispositivo debe demostrar la confiabilidad y compatibilidad de
operación en plantas de sacrificio bajo la norma mexicana para clasificación de carne
de bovinos en canal NMX-FF-078-SCFI-2002.
Se busca actualmente la certificación en Estados Unidos de la confiabilidad del dispositivo.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
El desarrollo del proyecto puede desglosarse en varias fases:
1. Definición de requerimientos técnicos del equipo.
2. Construcción de un prototipo rápido con imágenes de Ribeye fáciles de analizar con
métodos tradicionales.
3. Conformación y capacitación del equipo técnico: ingenieros y masters en Electrónica,
ingenieros mecánicos, doctor en Ciencias Ópticas y Ciencias de la Computación.
4. Desarrollo de algoritmos matemáticos para:
a. Identificación automática del músculo principal –longissimus dorsi. Este paso es
por mucho el más complejo, pues este músculo está cerca de otros, separado
sólo por líneas de grasa intermuscular. Se requirió explorar más de 30 enfoques
o algoritmos matemáticos diferentes, publicados en la literatura, principalmente en el área de imágenes médicas. El resultado fue la creación de nuevos
algoritmos que integraron un poco de todos, para dar lugar a un enfoque que
nos permite hoy día la clasificación de 100% de las canales. Ningún otro dispositivo en el mercado puede hacer esto.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 7. Fluorescencia diferencial
Figura 8. Equipo instalado
Figura 9. Reporte típico del Clasificador Electrónico de Carne de Bovinos en Canal
5.
6.
7.
8.
9.
b. Modelación del perímetro del músculo para ajustar la elipse más parecida a su
contorno. A partir de ahí se identifican puntos de la elipse para medir el espesor
de la grasa dorsal.
Eliminación de brillo o reflejos especulares que producen un fenómeno conocido
como pseudo marmoleo. Esto se realizó principalmente por elementos ópticos de
hardware.
Diseño de un sistema de iluminación uniforme con el uso de diodos led blancos de
alta potencia y elementos dispersores de luz. Ajuste de blancos y uniformidad de iluminación con el uso de tarjetas patrón disponibles comercialmente.
Desarrollo de estructura mecánica para la “pistola” de captura de imágenes.
Calibración dimensional con tarjetas comerciales.
Calibración de marmoleo con tarjetas comerciales para clasificación de carne de
bovinos en Estados Unidos.
253
254
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
10. Desarrollo de un método por fluorescencia diferencial para aumentar la capacidad
de identificación de cartílagos y estimar, así, el grado de osificación y, por tanto, la
madurez ósea de la canal (Figura 7).
11. Desarrollo de un método de perfilometría 3D para analizar los parámetros de
conformación de la canal.
Productos entregados
Actualmente contamos con:
•
•
1 dispositivo para clasificación electrónica de carne de bovinos en canal validado en
dos plantas de sacrificio y/o corte y deshuese de Sonora, en más de 2,500 canales.
3 patentes en trámite, dos de ellas en fase internacional o PCT.
Equipo instalado en una planta de corte y deshuese en Sonora.
Reporte típico del Clasificador Electrónico de Carne de Bovinos en Canal
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
CIDIA está por cerrar la venta del primer clasificador de carne y está buscando alternativas
de financiamiento para entrar en fase de producción y comercialización.
Hemos establecido contacto con el equipo de inspectores de la carne en Estados Unidos
para validar nuestro aparato, lo cual nos abrirá mercado no sólo en México sino en
Estados Unidos también.
Estamos explorando la posibilidad de vender la tecnología y patentes a empresas que se
dedican a esto y tienen presencia y canales de distribución en mercados internacionales.
De igual manera estamos analizando la prudencia de incubar una empresa que se
dedique de manera exclusiva a este negocio.
Increíblemente las habilidades adquiridas por el equipo técnico en procesamiento de
imágenes han creado capacidades para incursionar en campos como el desarrollo
de tutores virtuales para la educación. En ambos casos se requieren habilidades en
minería de datos y algoritmos de clusterización; en el primero de pixeles y en el segundo
caso de estudiantes.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
TABASCO
255
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ESTUDIO E IMPLEMENTACIÓN DE MEJORAS
TECNOLÓGICAS EN LOS PROCESOS DE 1
PRODUCCIÓN DEL CACAO AL CHOCOLATE
Ana Beatriz Parizot Wolter,2 Miguel Alejandro Campos Beltrán3
y Josafat Hernández Becerra4
Introducción
El problema principal que este proyecto se enfocó a resolver fue el de la falta de competitividad de una pequeña fábrica de chocolates con procesos productivos artesanales
lentos y de alto costo, debido al bajo desarrollo tecnológico. El proyecto se orientó a rediseñar y mejorar dichos procesos, con la finalidad de lograr un incremento significativo
en los niveles de competitividad de la planta. Para ello, se llevaron a cabo en una primera
etapa los estudios técnicos, de mercado y benchmarking, necesarios para sustentar las
propuestas de cambio y desarrollar un plan de mejora productiva. Durante la segunda y
última etapa, se trabajó en la implantación de los cambios propuestos, a partir de una
reingeniería de la planta; por un lado, se adaptó la infraestructura de acuerdo con las
nuevas necesidades de las líneas de producción, no sólo en los aspectos técnicos, sino
de cumplimiento de las normas de sanidad, y por otro, se diseñó, construyó, adaptó
y adquirió la maquinaria y herramientas necesarias para montar líneas de producción
funcionales y semiautomatizadas, que permitieran cumplir con los objetivos propuestos.
1 Proyecto
FOMIX: TAB-2004-C02-40
Monto aprobado: $900,000.00
Aportaciones concurrentes: $900,000.00
Monto Total: $1,800,000.00
2 De
Chocolates “Wolter” de Comalcalco, Tabasco.
3 Responsable
4 Asesor
Técnico del Proyecto.
del Proyecto de la Universidad Tecnológica de Tabasco.
257
258
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Desde la primera etapa se contó con la asesoría de especialistas en análisis de mercado,
diseños de plantas, ingenieros industriales y el apoyo de tres becarias del área de
Ingeniería en Alimentos, del Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco, quienes se
enfocaron a realizar un diagnóstico y análisis para desarrollar propuestas paralelas que
aseguraran que las mejoras a implementar dieran cumplimiento desde el inicio a las
normas de sanidad, buenas prácticas de higiene y manufactura. Asimismo, trabajaron
como parte del grupo en la sensibilización de los empleados hacia los cambios, e hicieron
sus propias propuestas de mejora en los procesos.
Con los cambios implantados, se lograron las metas originalmente propuestas. En
principio, se redujo el tiempo de proceso para los chocolates de mesa y en polvo, y
se aumentó la capacidad instalada. Al mismo tiempo, se consiguió mejorar la calidad
del producto, a través de la nueva maquinaria que minimiza el uso de las manos, y los
tiempos y movimientos para pasar el producto en elaboración de una parte del proceso
a otra; esto hace que se tenga menos riesgo de contaminación y un mejor manejo.
Por otro lado, las adaptaciones en infraestructura permitieron el montaje de líneas de
producción con una mejor distribución y mayor amplitud, lo que al mismo tiempo ayudó
a delimitar espacios con una función definida en cada etapa del proceso. En síntesis,
logrando una mejor calidad en el producto, una mayor capacidad instalada, una planta
más funcional y equipada y menores tiempos de producción, se logra definitivamente
el objetivo principal del proyecto: una mejora sustancial en el proceso del cacao al
chocolate y, por lo tanto, mayor competitividad para nuestra fábrica.
Por supuesto, el desarrollo tecnológico logrado al diseñar algunas de las máquinas claves
del proceso y adaptar otras, así como la mejora en el proceso, puede resultar muy útil
para transferir el conocimiento en un estado como el nuestro, en el que el chocolate es
una tradición.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Dado que el cacao es un producto ampliamente cosechado y utilizado a nivel estatal y
municipal, los resultados sirven a diversos sectores. Las universidades con esquemas
de vinculación con las empresas y con laboratorios experimentales para el desarrollo de
nuevos productos o servicios empresariales podrían ser usuarios potenciales muy interesantes. Se pueden atender incluso servicios de asesoría especializada y nuevas propues­
tas de investigación y desarrollo con base en los resultados de este proyecto, tanto en el
sector público como en el privado. Algunas de las máquinas se desarrollaron a nivel local
y son relativamente económicas y sencillas de manejar, lo que puede servir incluso para
montar una planta piloto en estas instituciones, que permitiera prestar servicios a las
micro y pequeñas empresas locales y regionales del ramo chocolatero.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Por otro lado, las mejoras implantadas nos han dado una mayor capacidad de respues­
ta para atender a nuestros clientes actuales y potenciales. Al aumentar la capacidad
instalada de la planta en un promedio de 200%, estamos en condiciones de surtir a más
mercados en los volúmenes necesarios y con la rapidez que se requiere. Hasta antes de
implantar las mejoras, nuestra empresa no tenía capacidad para manejar inventarios
de producto terminado, ya que lo que fabricábamos hoy, ya estaba vendido ayer, por
lo que nuestra capacidad de respuesta hacia los clientes era muy reducida, y eso nos
llevaba a perder oportunidades de negocios. Con la reingeniería que nos permitió este
proyecto, no sólo tenemos fuertes expectativas de crecimiento, sino que nuestro mercado se ha beneficiado con un producto de mejor calidad. Por otro lado, al aumentar la
capacidad de la planta, hemos aumentado también la cantidad de materias primas que
procesamos, lo que significa que actualmente consumimos más cantidades de cacao a
los productores, y con ello hemos generado un beneficio adicional en este sector.
Por otro lado, nuestra empresa ha tenido un crecimiento importante, promediando 40%
en los últimos cinco años, sólo en Tabasco; esto se ha dado en gran medida gracias a
la expansión de las grandes cadenas comerciales a las cuales surtimos. Sin embargo,
no habíamos tenido hasta ahora la capacidad para aprovechar este crecimiento a nivel
regional. Con los cambios logrados gracias al proyecto, hemos llevado ese nivel de
crecimiento a otros mercados y, al reducir los costos fijos por las mejoras tecnológicas
alcanzadas, logramos aumentar los márgenes de utilidad. Gracias a ello hemos podido
aprovechar una oportunidad de exportación indirecta a la Unión Europea de un producto
más fino, que no hubiéramos podido desarrollar de no haber contado con la maquinaria
y mejora en nuestros procesos.
Objetivo general
En la primera etapa, el objetivo fue proponer mejoras en los procesos productivos que
permitieran lograr un incremento significativo en la competitividad de la empresa. Dicha
meta no sólo se logró al obtener un estudio técnico, sino que se enriqueció en buena
medida con los estudios comparativos (benchmarking) y de mercado, ya que éstos
permitieron enfocar los esfuerzos hacia los clientes y las nuevas tendencias del sector,
lo que nos ayudará a ser más competitivos no sólo tecnológicamente hablando, sino
en función de una proyección de mercado. Asimismo, dichos documentos contienen
información muy importante para el desarrollo de nuevos productos y mejoras en la
imagen de los que ya tenemos, lo que representa áreas de oportunidad ya definidas para
los planes del próximo año.
En la segunda y última etapa, el objetivo principal fue la implantación de los planes de
mejora que permitieran tener una infraestructura y procesos funcionales, con la maqui-
259
260
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
naria acorde a las necesidades del proyecto. Dicha meta se logró diseñando, constru­
yendo, adaptando y adquiriendo las máquinas y el equipo necesarios para implantar un
sistema de producción con líneas semiautomatizadas, que permitieron mejoras significativas en ahorro de tiempos y movimientos, y aumento sustancial en la capacidad instalada. Asimismo, se logró reducir la intervención de las manos en varios pasos del proceso
y establecer un mejor control de calidad de los productos. Dichos logros resultan de gran
ayuda no sólo desde el punto de vista del aumento en la competitividad, sino en la mejora misma de las fórmulas y manejo higiénico de los productos; todo esto con el apoyo
de los estudiantes que ayudaron en el desarrollo e implementación de las mejoras.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Para fines de explicar los avances y cambios en este proceso de producción a raíz del
presente proyecto, lo resumiré en los siguientes pasos, explicando la maquinaria que se
utilizaba hasta antes de la implantación de las mejoras.
Maquinaria que se utilizaba hasta antes de la implantación de las mejoras
Pasos
Maquinaria utilizada (fecha de adquisición)
1. Corte, quiebre, fermentado,
lavado y secado del cacao
Se hace manualmente
2. Tostado
Tostador de 50 kg. a base de gas (1980)
3. Descascarillado
Descascarilladora continua (2003)
4. Molienda
Molino de piedras continuo (1958)
5. Refinamiento
Refinadora continua de 3 rodillos (1958)
6. Mezclado
“Concha” mezcladora de 90 kilos (1958)
7. Moldeado
Se hace a mano con espátulas en moldes de resina con 2
tablillas c/u (1965)
8. Golpeo de moldes
Se hace manualmente
9. Enfriamiento
Cámara de refrigeración con anaqueles de madera y lámina
(1970)
10. Desmoldeado y empacado
Se hace manualmente
A raíz de los estudios técnicos que se hicieron en la primera etapa del presente proyecto,
se encontraron muchas oportunidades de mejora tanto en los procesos, como en la
maquinaria que se utilizaba. Como primer punto, se definió que una de las principales
deficiencias era la colocación misma de la maquinaria, que no se encontraba en línea,
sino en diversos puntos de la planta. Por otro lado, en un proceso que debería ser
continuo para optimizar tiempos y movimientos, tanto la primera máquina (tostador)
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
como la última (“concha” mezcladora) representaban problemas en el proceso, por su
capacidad y el tiempo de procesamiento. También se definió que existían pasos que
podían ser eliminados (o agrupados) para disminuir los tiempos, que era uno de los
principales objetivos del presente proyecto. Para lograr todo esto, se buscó la asesoría
de ingenieros industriales y técnicos que junto con el equipo de trabajo, definieron el
proceso de la siguiente manera:
Cambios implementados por el proyecto en el chocolate de mesa
Pasos
Cambios implementados
1. Corte, quiebre, fermentado,
lavado y secado del cacao
Se hace manualmente (estos pasos no pueden variarse)
2. Tostado
Tostador de 120 kg. a base de gas (Diseño especial por
patentar)
3. Descascarillado
La misma descascarilladora continúa
4. Molienda
5. Refinamiento
6. Mezclado
Se decidió agrupar estos tres pasos en uno solo, ya que
la máquina que se consiguió es capaz de moler tan fino
el grano, que no necesita refinarse, y una vez hecha la
pasta es posible usar la misma máquina para integrar los
demás ingredientes, porque las piedras del nuevo molino
al mismo tiempo pueden refinar el azúcar, logrando un
chocolate más fino y de mejor calidad. (Molino chileno de
200 kg.)
7. Moldeado
Máquina de acero inoxidable, dosificadora de gel,
mermeladas y cremas (adaptada a la viscosidad del
chocolate) en moldes de policarbonato de calidad
alimenticia de 8 tablillas c/u (diseño especial).
8. Golpeo de moldes
Vibradora de moldes (diseño especial por patentar)
9. Enfriamiento
Cámara de refrigeración diseñada especialmente para
los tiempos, espacio interior, temperatura y velocidad
de moldeo, con anaqueles de acero inoxidable también
diseñados especialmente de acuerdo al tipo de moldes y
capacidad de carga
10. Desmoldeado y empacado
Se seguirá haciendo manualmente
En el caso de los chocolates en polvo, el proceso es un poco más sencillo, pero no por
ello menos problemático por la forma en que se lleva a cabo y la utilización de las manos
en partes críticas del proceso.
261
262
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Proceso actual del chocolate en polvo
Pasos
Maquinaria utilizada
1. Pesado de los ingredientes
(polvos y granos)
Se hace manualmente
2. Integración previa de los
ingredientes
Se revuelven a mano en tinas de plástico con espátulas y
cucharonas
3. Molienda
Los polvos y granos integrados manualmente se pasan por
un molino (Molino de martillos de 5 caballos, 1960)
4. Envasado
El chocolate en polvo se envasa en bolsas de polietileno
o latas de cartón, pesándolas y sellándolas manualmente
(balanzas, selladora de polietileno y engargoladora
manual, 2002)
5. Etiquetado
A las bolsas de polietileno se les coloca una etiqueta con
la fecha de caducidad y número de lote, y a las latas se les
pega manualmente la etiqueta con todos los datos (pistola
etiquetadora manual, 2004)
Mediante los cambios implementados por el presente proyecto, se logró lo siguiente:
Cambios implantados por el proyecto en chocolate en polvo
Pasos
Cambios implementados
1. Pesado de los ingredientes
(polvos y granos)
Se sigue haciendo manualmente.
2. Integración previa de los
ingredientes
Se integran con mayor precisión y sin el uso de las manos
en una máquina revolvedora de polvos de 100 kg.
3. Molienda
La revolvedora está colocada en línea sobre un molino
continuo de martillos de 10 caballos, lo que permite usar la
gravedad para pasar el producto de una máquina a otra.
4. Envasado
El chocolate en polvo sale del molino a través de un
gusano transportador que lo conduce hacia la envasadora
semiautomática, mediante la cual se llenan las bolsas
y latas, que son selladas con las mismas selladoras y
engargoladoras.
5. Etiquetado
Una vez cerradas las bolsas y latas, son conducidas a través
de una banda transportadora para la colocación de fecha
de caducidad y lote con una máquina hot stamping, que
permite llevar un mayor control de rastreabilidad y, por lo
tanto, de calidad de cada lote.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Con estos cambios y ajustes no sólo se ahorró un tiempo considerable en el proceso de
fabricación de los chocolates, sino que al mismo tiempo se aumentó la calidad de los
productos al disminuir el uso de las manos, aumentar la rastreabilidad de los ingredientes
del producto terminado y lograr establecer mejores controles. En el caso del chocolate
de mesa se disminuyó el tiempo de proceso de dos días a un solo turno, aumentando al
mismo tiempo la capacidad instalada en 200%. Para los polvos, no sólo se aumentó la
capacidad instalada, sino que al reducir el uso de las manos en puntos críticos y colocar
la maquinaria en línea, se aumentó la capacidad de producción en 300%. Todo esto
aunado a las mejoras en la calidad de los procesos y productos, así como el cumplimiento
de normas, aumenta en buena medida la competitividad de la fábrica. Al cumplir con
estos objetivos, se cubren claramente las metas del proyecto propuesto para implantar
mejoras en los procesos de producción del cacao al chocolate.
Productos entregados
Durante el desarrollo de la primera etapa se obtuvieron tres documentos: un estudio
técnico, un estudio comparativo benchmarking y un estudio de mercado, mismos que
sirvieron de base para el desarrollo de la siguiente etapa. Durante la segunda y última
etapa se fueron implementando las propuestas de mejora contenidas en dichos estudios
y se materializaron en las adaptaciones de la infraestructura y en el diseño y construcción de tres máquinas (tostador de cacao, molino micronizador de polvos y vibradora
de moldes), mismas que solucionaron problemas específicos de diversas etapas de los
procesos. Asimismo, las otras máquinas localizadas, adquiridas y adaptadas al proceso
(revolvedora de polvos, dosificadora de gel y gusano transportador) resultaron de mucha utilidad para agilizar los tiempos y movimientos, y ayudar en la inocuidad de los
productos. Igualmente, en el caso de las mejoras implementadas en etapas clave de
los procesos, como el caso de la etapa de endurecimiento de las tablillas en la cámara
de refrigeración y su equipamiento, que permitieron disminuir considerablemente los
tiempos en esta etapa del proceso y mejorar la apariencia y calidad de los chocolates.
Para esta etapa, un especialista en acero inoxidable diseñó un sistema de rejillas especial
para los moldes y los pesos de los productos, tomando en consideración las dimensiones, velocidad, simplicidad de manejo y capacidad de carga. A partir de dichas rejillas,
diseñó asimismo un sistema de desplazamiento que permite hacer más cómodo y rápido
el sistema de enfriamiento.
Vale la pena mencionar que nosotros somos una microempresa, por lo que las máquinas
fueron diseñadas y construidas para aumentar la capacidad instalada y la velocidad de
procesos, pero de manera que el cambio fuera sostenible para la empresa. Es decir, una
maquinaria muy sofisticada, de grandes dimensiones y automatizada hubiera sido un
cambio demasiado drástico, seguramente insostenible para la capacidad financiera y de
263
264
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
mercado de nuestra empresa. Por lo tanto, usando la creatividad y la habilidad de los
expertos, los productos obtenidos de este proyecto resultan más cercanos y accesibles a
empresas de nuestro tipo, y nos ha permitido aumentar la competitividad, sin poner en
riesgo la viabilidad del negocio.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
Existen muchos proyectos en los que los documentos generados se convierten en parte
de la literatura, pero no existen las condiciones económicas o el compromiso para
llevarlos a la realidad; uno de los resultados más satisfactorios de esta investigación ha
sido precisamente que los cambios están ya implantados y a la vista de todos. Como
usuarios, esto nos ha permitido tener beneficios en forma rápida y poder iniciar nuevos
proyectos y programas a partir de los avances tecnológicos con los que ya contamos.
Por supuesto, estamos conscientes que todos estos logros se limitan a un primer paso
para la empresa, ya que las mejoras tecnológicas, los controles y la modernización
deben ser una constante en el desarrollo de nuestras actividades y en el establecimiento
de planes a corto, mediano y largo plazos. Todo esto sólo se logra con la supervisión
continua, la estandarización de los procesos, la sensibilización y capacitación del
personal y la actualización constante de los niveles altos, para que los logros alcanzados
con este proyecto no sólo se mantengan sino que verdaderamente permitan un mejor
aprovechamiento para la empresa en beneficio de nuestros clientes, nuestros empleados,
nuestro entorno y nuestra propia permanencia en el mercado.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
TAMAULIPAS
265
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE
APLICACIONES
EN ACEROS DE ALTA
1
RESISTENCIA
Augusto Carlos Mendoza Pérez,2 Guadalupe García Sánchez, Raymundo Deras Pineda,
Fernando Loera Berlanga, Humberto Hernández Vázquez, Jorge Segura Moreno,
Víctor Manuel García Sánchez, Francisco Montes Rosales y Agapito González García
Introducción
En el mundo actual se está avanzando a pasos agigantados en la investigación y creación
de aceros para la producción de partes con requerimientos de usos muy específicos.
Esto nos da la oportunidad de conocer los principios básicos y utilizar aceros con
propiedades de alta resistencia y, a la vez, proporcionar una capacidad de formabilidad
óptima, representando ello una ventaja competitiva para nuestra empresa en el
desarrollo de nuevos proyectos.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Utilizar aceros de alta resistencia para reducir peso de las partes, sin disminuir resistencia
estructural.
1 Proyecto
FOMIX: TAMPS-2006-C12-52332
Monto aportado:$1,500,000.00
Aportaciones concurrentes: $1,500,000.00
Monto total: $3,000,000.00
2 Industrias
Gobar, S de RL de CV, de Matamoros, Tamps.
267
268
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Objetivo general
•
•
•
•
Elevar el nivel de conocimientos de nuestros ingenieros de diseño, automatización
de procesos y medición y pruebas.
Obtener un producto que cumpla con niveles de Seis Sigma.
Construir un laboratorio de metrología con equipo de medición para experimentación.
Desarrollar una estación de inspección automatizada, apoyada por cámaras de visión.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
•
•
•
Se utilizó acero de alta resistencia incorporando procesos de simulación para la
fabricación de partes automotrices, a través de procesos de troquelados metálicos.
Se redujo el peso de los materiales sin disminuir la resistencia estructural de los
mismos, reduciendo el costo de los productos, razón por la cual aminoró el impacto
en el incremento del acero.
Se utilizó software de apoyo realizando virtualmente la fabricación de los herramentales, asegurando así la calidad del producto, ya que de esta forma se evitan accidentes en el proceso, se reducen costos y tiempos de desarrollo, proveyendo los
parámetros óptimos.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
•
•
•
•
•
Se efectuó un entrenamiento interno en las instalaciones de la Universidad Corporativa GOBAR.
Se participó en exposiciones y seminarios en la ciudad de Chicago, Illinois, USA,
promovidos por la Asociación de Formadores Metálicos de Precisión.
En el caso de los equipos de trabajo adquiridos, se localizaron en las instalaciones de
Industrias GOBAR para su utilización por los diseñadores. En el caso de la laptop, es
un instrumento portátil para programación y pruebas de automatización en campo.
Se construyó un laboratorio de metrología con mobiliario, así como equipo de
medición para experimentación marca Wenzel.
Se construyó una Estación de Inspección Automatizada, apoyada por cámaras de
visión.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
•
•
5 operadores trabajando directamente en el proceso.
4 diseñadores con capacidad para realizar simulación de procesos virtuales de
estampados metálicos.
269
270
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
•
3 ingenieros de calidad con capacidad para realizar estudios estadísticos apoyados
por software tridimensional y con capacidad de llevar a cabo ingeniería inversa en
un moderno laboratorio de metrología.
Un producto final para nuestro cliente con una reducción de 20% en el costo del
material de la parte.
Realización de un producto que colabora con 20% de reducción de peso en su
ensamble final, con el consecuente ahorro de energía y reducción de contaminación.
Gracias al servicio y respuestas de este tipo, nuestra empresa logra colocarse entre
los proveedores preferidos de nuestro cliente, asegurando su participación en los
proyectos futuros, así como el sostenimiento de las demás fuentes de trabajo de la
compañía en los años por venir.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DESARROLLO DE MÓDULO DE ALIMENTACIÓN
Y MÓDULO DE ENFRIAMIENTO INTELIGENTES
PARA LÁSER DE ND:YAG DE ALTA POTENCIA 1
CON RÉGIMEN DE EXPLOTACIÓN INDUSTRIAL
Ing. Ernesto Solís Castro;2 Dr. Miguel Ángel Arronte García;3 Dr. Luis Vidal Ponce Cabrera y
M.C. Teresa Flores Reyes;4 Ing. Roberto Narro García, Ing. Milton Carlos González Sánchez
y M.C. Adrián Fermín Peña Delgado5
Resumen
En este proyecto se ha desarrollado el diseño y construcción de un sistema de
enfriamiento modular para láser de estado sólido de alta potencia, así como la creación
y puesta a punto de la infraestructura necesaria para la producción de series pequeñas.
El desarrollo del nuevo sistema de enfriamiento comprende algunas innovaciones en
cuanto al diseño altamente compacto, autonomía y fácil integración a otros sistemas
inteligentes. Este desarrollo se ha acompañado de una investigación para la optimización
del flujo refrigerante en torno al medio activo láser, a partir de modificaciones de la
cavidad de bombeo o excitación del láser. En el marco de esta propuesta, la empresa
proponente ha creado y puesto a punto toda una nueva infraestructura para la fabri­
1 Proyecto
FOMIX: TAMPS-2006-C12-51988, Monto aprobado: $895,000.00, Aportaciones concurrentes: $906,800.00,
Monto total: $1,801,800.00
2 Responsable
administrativo, CICATA Unidad Altamira, IPN.
3 Responsable
técnico del Proyecto, CICATA Unidad Altamira, IPN.
4 Investigadores.
5 Estudiantes
que participaron en el Proyecto.
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272
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
cación y montaje en serie de este sistema de enfriamiento, así como la creación de
un laboratorio para pruebas y puesta a punto además de un constante mejoramiento
en el diseño y prestaciones del mismo. Por otro lado, la creación de este sistema de
enfriamiento y de las condiciones para su fabricación, e incluso para la realización
de investigaciones para el mejoramiento del mismo, pondrá a la empresa HYTECK FLUID
POWER de Tampico, Tamps., en una posición altamente competitiva ante la apertura
del mercado de los láseres industriales, no sólo en la región de Tamaulipas sino en toda
la República Mexicana, a partir de los nuevos desarrollos de máquinas láser para el
desespinado de nopal y la limpieza de superficies metálicas. Es importante destacar que
este proyecto se incluye dentro de una serie de trabajos relacionados con la introducción
de diferentes productos de tecnología láser en la industria local del sur de Tamaulipas
y nacional. A este proyecto le preceden, por ejemplo, los proyectos Desarrollo de
una Desespinadora Fotónica de Nopal Verdura (fondo PYME, concluido) y el proyecto
Desarrollo del Prototipo de un Láser de Limpieza de Alta Eficiencia (CONACYT, en curso).
Por otro lado, en breve se presentará una propuesta al fondo sectorial de economía por
parte de la empresa HYPERLASER (HIPERLAZER TECHNOLOGIES, SA de CV) donde se prevé
la construcción de varias máquinas láser desespinadoras de nopal verdura, así como la
creación de una fábrica para el montaje de series medianas tanto de desespinadoras
láser como de equipos láser para la limpieza de superficies.
Introducción
Desde los primeros trabajos de Asmus,6 la limpieza de superficies con láser mostró
importantes ventajas sobre las técnicas convencionales de remoción de contaminantes.
Entre ellas podemos mencionar la preservación del relieve superficial del sustrato, la
eliminación de reactivos químicos y medios abrasivos con sus consecuencias a largo
plazo, la disminución de la carga contaminante y el consumo energético, y finalmente la
calidad y precisión del método.7
En los trabajos desarrollados durante estos años, se demostró la conveniencia del
empleo de pulsos muy cortos e intensos, que permiten la remoción de contaminantes
mediante mecanismos de ablación bien establecidos. El láser de Nd:YAG, en régimen de
Q:Switch, se consolidó como el más utilizado por la elevada potencia y corta duración
de los pulsos.8
6 Asmus
J. F., Int. Science Review, V12, 171-210, 1987.
7 Watkings
K. G., Proc. NATO ASI laser processing: Surface and Film Deposition, Sesimbra,
Portugal, July 3-16, 1994.
8 Ibidem.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Aspectos negativos, que durante un número de años limitaron la extensión de las aplicaciones, fueron la baja productividad y el elevado costo de los equipos. Por esos motivos,
hasta fecha muy reciente el uso comercial se redujo a la limpieza de obras de arte, donde
por razones obvias se justificaba utilizar una técnica costosa y de baja productividad.
Recientemente, con la aparición de equipos de mayor potencia, fueron viables comercialmente las aplicaciones industriales.9 Comenzó una rápida expansión en áreas como la
limpieza de moldes, reactores, partes automotrices, dispositivos electrónicos y otras de
carácter muy específico donde la preservación del relieve era un factor crucial. Algunas
empresas comercializan equipos de uso específico con una productividad que permite
la aplicación a escala comercial. Sin embargo, el costo de los equipos sigue siendo muy
elevado, lo cual limita seriamente el campo de aplicaciones que podrían alcanzarse.
Actualmente, los fabricantes de máquinas de limpieza láser utilizan láseres de uso ge­
neral. Esto significa que las fuentes de emisión láser que se utilizan son equipos des­
arrollados con un perfil amplio por fabricantes de láseres. Para las máquinas de limpieza,
hasta el momento sólo se han utilizado equipos que operan en régimen de Q:Switch, que
entregan pulsos cortos con duraciones de entre 5 y 30 nanosegundos y energía entre 300
y 900mJ, o sea, potencia de pulso (de algunos megawatts) suficiente para conseguir la
remoción de virtualmente cualquier material por ablación.
En general el criterio más utilizado para la remoción de capas contaminantes con este
tipo de pulsos establece que, a mayor espesor de la capa contaminante, mayor energía
o simplemente mayor número de pulsos. Algunos trabajos han mostrado que, en efecto,
la ablación de los contaminantes puede ocurrir por la acción directa del pulso láser (a
bajas energías de pulso) o asistida por la acción de la pluma generada a altas presiones y
temperaturas (a altas energías de pulso).10
Un enfoque diferente del proceso de interacción ha sido propuesto en trabajos recientes.11
La duración del pulso láser se muestra como un parámetro crucial en la interacción. Si
construyéramos una gráfica de la densidad de energía umbral para remover un espesor
9 Kochan,
10 Lu
A., Industrial Robot, V28, 2, 112-13, 2001.
Y. F., Song W. D., Lukyanchuk B. S., Hong M. H., Zheng W.Y., “Laser-Solid Interactions for Materials
Processing”, Symposium (Materials Research Society Symposium Proceedings Vol.617). Mater. Res. Soc.
2000, pp. J1.4.1-12. Warrendale, PA, USA
11 Arronte
M, Neves P, Vilar R, Lazaro y L S. “Modelling of laser cleaning of metallic particles on silicon
substrates”. 2003 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (CLEO/Europe 2003) (IEEE Cat.
No.03TH8666). IEEE. 2003, pp. 561. Piscataway, NJ, USA.
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274
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
dado de material contaminante vs. duración del pulso láser, encontraríamos un mínimo
para la duración del pulso adecuada para la remoción de este espesor. En otras palabras,
podríamos decir que se trata de una interacción “resonante” entre el estímulo del pulso
láser y el oscilador que sería la capa contaminante, con una masa proporcional a su
espesor y densidad, y una constante elástica proporcional a la densidad de energía
umbral para la ablación. O sea, no necesariamente para eliminar un mayor espesor de
contaminante basta con elevar la densidad de energía para conseguir una remoción
eficiente; la ablación se hace más eficiente para pulsos mejor “acoplados” al sistema por
su duración temporal y “velocidad” o razón de entrega de energía.
Esto implica la necesidad de desarrollar un sistema láser con ancho de pulso variable en
un rango amplio de duraciones de pulso, sistema inexistente en el mercado.
La presentación de este problema viene acompañada del desarrollo de un sistema de
enfriamiento que permita el diseño de sistemas compactos, portátiles y de amplio rango de temperatura ambiente de operación. La totalidad de los sistemas láser comerciales requiere del suministro de una fuente refrigerada de agua con un estrecho rango
de temperaturas.
Parte del reto en este proyecto es que el prototipo de sistema de enfriamiento es fácilmente integrable en un equipo láser portátil de dimensiones y peso razonablemente
pequeños.
En este trabajo, además del diseño del prototipo de sistema de enfriamiento con la
solución para permitir su operación en un amplio rango de temperaturas, se presentan
algunos detalles del diseño de las fuentes de alimentación para láser empleadas, así como
el diseño de una cavidad de bombeo que maximiza el flujo laminar en el medio activo
y la densidad de potencia de excitación, y minimizando efectos como la solarización del
medio activo de Nd:YAG y la autodesexcitación (en inglés self depumping).
Descripción del desarrollo del proyecto
Fuente de alimentación de bombeo
En los láseres de pulso a estado sólido, la emisión láser se logra efectuando la descarga
de la energía almacenada en el Capacitor Láser (cap laser) en la Lámpara Flash (lamp
flash) de Xenón, cuyo destello excita el medio activo (barra de Nd:YAG) y produce la
emisión del pulso láser.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La carga y descarga del capacitor se realiza mediante el bloque con llave IGBT, gobernado
por el bloque de control. El voltaje a que se carga el capacitor es entregado por el bloque
de alimentación.
Para poder efectuar la carga y descarga del capacitor a través de la lámpara, es necesario que la impedancia de ésta sea pequeña, lo cual se logra ionizándola y estableciendo
la circulación de una corriente de arco de guardia mediante los bloques de SIMMER y
TRIGGER.
La fuente de alimentación se conecta a la red de corriente alterna de 220VCA, mediante
un cable que sale de la parte trasera del equipo. La fuente es compacta y segura, basada
en dispositivos de estado sólido de elevada calidad.
El bloque de TRIGGER es el encargado de generar pulsos de alto voltaje (15 kV) capaces
de ionizar a la lámpara cuando ésta se encuentra en estado de no conducción.
El SIMMER es una fuente que le entrega a la lámpara una corriente de 100 mA para mantenerla en estado de conducción y lista para aceptar la descarga de energía almacenada
en el capacitor en el momento de disparo.
De esta forma, se elimina la necesidad de generar los pulsos de alto voltaje para encender
la lámpara cada vez que se desee efectuar un disparo, lo cual garantiza un aumento
sustancial de la vida útil de la lámpara flash.
El bloque de fuerza consta de dos bloques: converter y flash unit. El primero consiste en
una fuente conmutada con base en transistores MOSFET de potencia en configuración
de PFC, lo que a su vez proporciona una conexión confortable y poco ruidosa a la línea de
alimentación; y el segundo contiene el sistema TRIGGER o encendido de arco de guardia
o SIMMER y un conjunto de llaves tipo IGBT que permiten controlar la duración de los
pulsos de corriente en la lámpara del láser entre 50 y 500 microsegundos. Las caracte­
rísticas antes mencionadas unidas al sistema de control por microcontrolador proporcionan a este sistema una gran robustez y fiabilidad.
Bloque de control de la fuente del bombeo láser
Este bloque permite realizar la programación de los parámetros y el control de las
funciones del equipo. Está elaborado con base en un microprocesador y permite
manejar las siguientes funciones: la energía del pulso a través del voltaje del conversor,
la frecuencia de los pulsos y su duración que se maneja desde las llaves IGBT.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Por otra parte, el bloque de control posee funciones de protección como controles de
temperatura en la fuente y en la cavidad láser y sensor de control de flujo de agua.
Finalmente, el bloque posee una entrada RS232 que permite la programación y la
modificación de los parámetros desde una computadora.
Cavidad de bombeo
El corazón de cualquier láser es el medio activo que recibe energía, generalmente
energía luminosa, de una fuente de luz intensa, lo que se denomina bombeo óptico. Los
átomos del medio activo emiten esta energía en forma de luz coherente, es decir, ondas
luminosas que están en fase tanto en el tiempo como en el espacio. Dos espejos se
encargan de reflejar la luz varias veces en la cavidad óptica antes de que salga proyectada
en forma de rayo láser de uno de los espejos, parcialmente reflectante, para ser utilizada
de distintas maneras.
En el caso del láser de dióxido de carbono (CO²), ampliamente utilizado todavía hoy, el
medio activo se genera a partir de una descarga en efluvio en una mezcla de helio, nitrógeno y carbono. El láser de Nd:YAG, también muy común, responde a otro principio
de funcionamiento: en este láser de estado sólido de primera generación, el medio activo consiste en una barra cristalina compuesta por un granate de óxido de aluminio e
itrio (YAG) y dopada con neodimio. En este caso, el bombeo o excitación se realiza por
medio de una fuente de luz no coherente (para el caso de altas potencias de pulso) como
es una lámpara de pulsos gaseosa de xenón.
Para el diseño de la nueva cavidad se emplearon las formulaciones clásicas eliminando
los términos que refieren al bombeo anisotrópico del medio activo en cavidades
bombeadas por lámparas de “flash”. Esta consideración conduce a diseños que generan
un calentamiento anisotrópico del medio activo, provocando una emisión astigmática. El
problema de la emisión astigmática debido al bombeo ha sido pobremente tratado en la
literatura. Por ello, los resultados de esta investigación fueron presentados en el evento
LPHYS’2007, que en 2007 tuvo lugar en León, Guanajuato (ver anexo “Participación en
Congresos”). Este mismo trabajo fue enviado a la revista Laser Physics, ISSN: 1054-660X,
el 15 de febrero de 2008.
Para la elaboración de los diseños mecánicos se han utilizado paralelamente el software de diseño Inventor v9 y Solid Works; con este último se realizan simulaciones
del flujo de agua en la cavidad láser y es posible generar una fuente de calor con la
geometría desea­da. En este momento nos encontramos en la etapa de confección de
las demandas o claims que se deberán incluir en la elaboración de una patente, que
deberá ser enviada a evaluación a mediados del mes de febrero de 2008.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Sistema de enfriamiento
El trabajo de diseño ha comenzado desde la elección de la tecnología o tipo de sistema
de enfriamiento a utilizar. Hoy día podemos encontrar sistemas de enfriamiento tan
compactos como los sistemas de enfriamiento “termoeléctrico”; sin embargo, hasta el
momento es necesario consumir tanta energía como la que se pretende disipar, en otras
palabras, un watt por cada watt.
En este punto sólo quedarían los tres tipos de sistema de enfriamiento más conocidos:
por intercambio con el ambiente, por intercambio líquido-líquido y por medio de un
compresor de refrigeración.
En la proyección del presente trabajo se había decidido crear un sistema con base en
compresor de refrigeración. Sin embargo, al enfrentar algunos resultados preliminares
y al enfrentarse a la evidencia experimental, a partir de la segunda mitad del proyecto
se decidió elaborar además un prototipo de tipo de intercambio con el ambiente, con
la peculiaridad de establecer condiciones especiales de trabajo, mismas que de detallan
más adelante.
En términos generales es necesario tener en cuenta varios aspectos para diseñar un
sistema de enfriamiento para láser. Primero, es fundamental tener una idea clara de la
carga térmica que representa el cabezal láser. Luego, estaría la opción del ciclo abierto
Figura 1. Vista general del cabezal láser diseñado y construido
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 2. El prototipo de sistema de enfriamiento construido con base en
compresor de refrigeración. Dimensiones 50x70x60cm, peso: 45kg, capacidad
de enfriamiento: 2900 Watts. Consumo eléctrico: 5.2A, 230VAC
contra el ciclo cerrado. En este caso para láseres que van a trabajar en laboratorios o
en general en un sitio sin movilidad es más factible el ciclo abierto, pero no es el caso el
nuestro así que se requiere ciclo cerrado.
Si se recurre a la literatura de este tema, podremos encontrar que esencialmente, para
definir si se ha de emplear un sistema de intercambio con el ambiente o un sistema
refrigerado con compresor, se centra apenas la discusión en si la temperatura que se
quiere está por encima o por debajo del ambiente, o si se requiere una temperatura muy
estable. En relación con esto último, nos parece que se ha llegado a una aportación bastante importante: se propone el empleo de un sistema de intercambio con el ambiente
con “modulación de la eficiencia”. Para esto se requiere asumir las pérdidas en volumen
del sistema, puesto que se debe calcular un sistema sobredimensionado para operar
en las regiones de bajas temperaturas, o sea, adecuado para trabajar en zonas de altas
temperaturas (aquí nos referimos a la temperatura ambiental).
La Gráfica 1 muestra la comparación de la dinámica de establecimiento de la temperatura de trabajo en el medio activo para ambos sistemas de enfriamiento. En el eje de las
abscisas, el inverso de la distancia focal de la lente térmica del medio activo. En ambos
casos, el régimen de bombeo fue de 2.1 kwatts. En el caso del sistema de enfriamiento
por intercambio con el ambiente, se encuentra funcionando un circuito controlador
con base en un microcontrolador PIC, que realiza una rutina de control de ángulo de
disparo con el flujo de los ventiladores y de la bomba; previamente, se han fijado por
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
hardware los parámetros o constantes de multiplicación para cada flujo, que pueden
calcularse de manera relativamente simple a partir de la curva característica del intercambiador de calor empleado.
En la gráfica correspondiente al sistema de enfriamiento por intercambio con el ambiente,
se puede apreciar un pico de subida de la temperatura antes de que se estabilice. El
ancho de este pico se corresponde con el tiempo de respuesta del sistema de microcontrol; este tiempo no depende de la velocidad de respuesta de los transductores de
temperatura o del micro, este tiempo está asociado al tiempo que toma el fluido en dar
una vuelta completa en el sistema.
Los detalles teóricos del control se presentarán en un trabajo de tesis de maestría en
tecnología avanzada, de un estudiante del CICATA-IPN, Unidad Altamira.
Diseño general de un prototipo de equipo láser para limpieza de superficies
Los tres últimos bloques del equipo se encuentran ubicados en una caja única con dimensiones exteriores de 40 x 90 x 85cm y un peso total de 90 kg. En este mueble se dispone de espacio para ubicar el emisor portátil una vez concluido el trabajo. El equipo se
desplaza sobre ruedas de manera muy fácil. Toda la estructura fue diseñada y elabo­rada
Gráfica 1. Comparación de la dinámica de establecimiento de la temperatura de
trabajo en el medio activo para ambos sistemas de enfriamiento
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 3. Vista general de un prototipo de láser de limpieza. Incluye
uno de los sistemas de enfriamiento
desarrollados en este proyecto
con base en un sistema de perfiles extruidos de aluminio
suministrados por Bosch-Rexroth. Este sistema permite
diseñar y construir equipos utilizando perfiles y módulos
de conexión, lo cual minimiza las operaciones de elaboración y montaje, permitiendo un diseño ergonómico y
con calidad estética y funcional a un costo relativamente
bajo. Las placas exteriores del mueble fueron elaboradas de acero inoxidable, ofreciendo una terminación
duradera y eliminando la necesidad de recubrimientos.
En la parte superior se encuentra el panel de mando.
Para lograr la máxima simplicidad de manejo, en el panel
se encuentran únicamente tres elementos de interfase
con el usuario: interruptor de arranque, interruptor de
apagado rápido y un conmutador manual de 5 posiciones
que permite escoger el régimen de trabajo.
En la Figura 3 se muestra una fotografía gene­ral de un
prototipo de un equipo con base en láser de Nd:YAG, que
contiene uno de los prototipos de sistema de enfriamiento con base en intercambiador calor con el ambiente.
Caracterización de la emisión láser de un prototipo con el sistema de enfriamiento desarrollado
Una vez terminado el equipo, se procedió a una caracterización de los parámetros de
emisión.
La energía de pulso fue determinada mediante un medidor de potencia LaserPoint
con detector piro-eléctrico, mientras que la duración de pulso se midió utilizando un
detector DET10C de Thorlabs conectado a un osciloscopio TDS 1010. La energía de pulso
se determinó para diferentes anchos de pulso y frecuencias de disparo.
En la Gráfica 2 se observa la dependencia de la energía de pulso en función del voltaje a
la salida del conversor CA/CD, para cinco duraciones del pulso láser entre 100 y 300µs.
La pendiente de la curva para cada duración del pulso láser no sigue un comportamiento
cuadrático puesto que los pulsos de excitación no son perfectamente cuadrados y,
por otro lado, el espectro de emisión de la lámpara es dependiente de la densidad de
corriente en la descarga.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
A partir de los resultados experimentales, dicha eficiencia fue calculada resultando de 2 y
2.6%, correspondiendo los valores más altos de eficiencia a voltajes por encima de 480V,
lo cual corresponde con valores reportados anteriormente para equipos similares.
En la Gráfica 2, la pendiente de las curvas representadas es proporcional a la eficiencia total del sistema (teniendo en cuenta que la eficiencia de la fuente de alimentación es cons­
tante). Como se puede apreciar, la pendiente de las curvas es prácticamente constante, lo
que evidencia un excelente control de la temperatura en el medio activo del láser.
En este caso, el láser desarrollado presentó los siguientes parámetros técnicos:
•
•
•
•
•
•
Potencia del láser: Regulable hasta 75 w
Ancho de pulso: Regulable entre 50 y 500 µs
Frecuencia de pulsos: Regulable hasta 300 pps
Volumen: 40 x 90 x 85 cm
Peso: 90 kg
Consumo eléctrico: 3 kw (máximo, incluye sistema de enfriamiento)
Gráfica 2. Dependencia de la energía de pulso respecto del voltaje para una
frecuencia de los pulsos constante de 50Hz.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones
A partir de la “modulación de la eficiencia” de un sistema de enfriamiento con base en
intercambio con el ambiente y considerando que el medio activo en la cavidad láser
puede hacerse operar a altas temperaturas, planteando una configuración adecuada
para la corrección de la lente térmica, es posible sustituir un sistema de enfriamiento
tipo chiller.
El uso de este tipo de sistema de intercambio representa un importante ahorro en el
precio de los componentes, como el compresor y la mano de obra para la puesta a punto
de cada sistema de refrigeración.
El sistema a compresor es dos veces más pesado que el sistema de enfriamiento por
intercambio térmico; adicionalmente, este último representa 60% del volumen del
sistema a compresor.
Aunque el desarrollo del prototipo del microcontrolador ha consumido, y aún puede
consumir algunos recursos financieros para su desarrollo y perfeccionamiento, éstos
son fácilmente amortizados al producir varios sistemas. La sencillez del sistema de
intercambio es notablemente más económica.
Agradecimientos
Al Fondo Mixto CONACYT-Gobierno del Estado de Tamaulipas por el apoyo e interés en el
desarrollo de la ciencia y el crecimiento de las pequeñas empresas de la región.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
283
DESARROLLO INDUSTRIAL DE PRODUCTOS
ORGÁNICOS DE MANUFACTURA ARTESANAL
EN LA COMUNIDAD DE FRANCISCO 1MEDRANO,
MUNICIPIO DE TULA, TAMAULIPAS
Jacinto Treviño Carreón,2 Virginia Vargas Tristán, Manuel de Jesús Aguirre Bortoni,
Santiago Niño Maldonado y Karla Yolanda Flores Maldonado
Introducción
La microempresa rural El Nogal de Tula, SC de RL, fue constituida el 4 de septiembre de
2002 por 12 mujeres ejidatarias o esposas de ejidatarios de la comunidad de Francisco
Medrano en el municipio de Tula, Tamaulipas. Inició con la elaboración de champú de
sangre de drago, sábila y nopal que se envasaba en recipientes de 950 ml. con forma
cilíndrica, plástico opaco, sin etiqueta, sin marca ni código de barras. En sus inicios, la
producción era realizada en forma rústica, sin contar con un sitio adecuado ni implementos propios de la organización. Los procesos de producción como molidos de materia prima, mezclado y envasado se desarrollaban en su totalidad en forma manual, invirtiendo
demasiado tiempo y esfuerzo en ello. La producción se utilizaba para el consumo familiar
y una ínfima cantidad se comercializaba en el mercado local. Sin embargo, debido a las
altas carencias en el sector rural y lo difícil de la situación económica para salir adelante,
1 Proyecto
FOMIX: TAMPS-2006-C12-52305, Monto aprobado: $167,000.00, Aportaciones concurrentes: $180,000.00
Monto total: $347,000.00
2 Autor
responsable. Unidad Académica Multidiciplinaria Agronomía y Ciencias de la Universidad Autónoma de Tamaulipas.
284
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
durante los primeros años de existencia de la pequeña empresa, cuatro de las integrantes fundadoras se vieron en la necesidad de abandonar al grupo y emigrar a las ciudades
fronterizas de Tamaulipas con toda su familia, en busca de una mejor calidad de vida.
No obstante, el resto del grupo no perdió el entusiasmo ni la esperanza de salir adelante
redoblando los esfuerzos en busca de apoyo económico para sacar adelante su empresa.
Debido al incremento en la demanda de los productos en los últimos años, la empresa
se ha visto en la imperiosa necesidad de acelerar su proceso de producción por lo que se
refiere al talco (molido de materia prima) y al envasado tanto de crema como de talco,
así como a la modernización de la infraestructura que aumente los volúmenes de producción, manteniendo la calidad de los productos que exige el mercado cada vez más cre­
ciente. Sin embargo, la tecnología especializada en el molido de material vegetal seco y
el envasado de polvos y líquidos de alta densidad existente en el mercado, se encontraba
lejos del alcance de la empresa.
Tipo de propuesta y demanda específica
La propuesta fue dirigida a la innovación y el desarrollo tecnológico, en donde se atendió
la demanda enfocada al fortalecimiento de la industria de productos orgánicos de manufactura artesanal, a través de la aplicación de modelos de mejoramiento de sistemas de
control de calidad y la tecnificación de los procesos de manufactura artesanal.
Objetivo general
Diseñar y construir nuevas tecnologías de bajo costo, pero apropiado a las necesidades
de producción de la empresa. Con base en lo anterior, los objetivos se dirigieron a la
complementación del inmueble y al diseño y fabricación de los prototipos de envasadora
para crema, envasadora para talco y molino para hojas de gobernadora.
Desarrollo del proyecto
Se describen las actividades desarrolladas para cumplirlos en tiempo y forma con los
objetivos planteados.
1. Acondicionamiento del inmueble
a. Local de 35 m2. Como actividad principal para el desarrollo del proyecto, se
acondicionó un pequeño local situado en el terreno de la presidenta de la
microempresa, el cual cuenta con espacio suficiente para utilizarlo como taller
para el diseño y pruebas de los prototipos.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
b. Construcción de fosa séptica. Necesaria para el almacenamiento de las aguas
grises, resultado de los procesos de producción, en donde se almacenarán y se
les dará tratamiento, buscando darle un uso como agua de riego para los árboles
de los alrededores, tratando de contaminar lo menos posible (Universidad de
Quintana Roo, 1999).
c. Acondicionamiento del sistema de almacenamiento de agua. Las actividades
comprendidas fueron colocar el techo, el emparejado y relleno del piso.
2. Diseño y construcción de prototipos para molido y envasado
Una vez terminada la adecuación del inmueble, se procedió a trabajar en el diseño de los
prototipos para el molino de hojas de gobernadora y las envasadoras de crema y talco.
Los prototipos se desarrollaron con base en el volumen de producción y características
de los productos, tratando en lo mayormente posible de adaptarlos y construirlos con
materiales resistentes. Los diseños se desarrollaron tomando en cuenta las necesidades
de una microindustria que no produce grandes volúmenes, pero utilizando materiales
del tipo acero inoxidable que permitan su durabilidad, inocuidad y uso rudo (CuevasArteaga, 2006; Sánchez-Amaya et al., 2009).
a. Molino de hojas secas de gobernadora: El molino consta de una estructura
metálica, la cual sostiene un recipiente con capacidad de 5 kg. de hoja de
gobernadora en peso seco. La materia prima es conducida mediante un sinfín
hacia una cámara en la cual se encuentran dos discos metálicos que, mediante
la fricción ejercida por un motor eléctrico, trituran y pulverizan las hojas.
Posteriormente, caen por gravedad a otro recipiente cerrado herméticamente,
que colecta el material pulverizado. Este recipiente contiene una mirilla vertical
de vidrio de dos centímetros de ancho la cual permite observar el nivel de
llenado (Rodríguez-Prada y Cortés-Rocha, 2007; Rosero y Ramírez, 2009).
b. Envasadora de crema por gravedad y presión de aire: Consiste en una mesa
de trabajo elaborada con PTR, que sostiene en la parte superior un embudo
de acero inoxidable, en el cual se aplica presión de aire para facilitar su flujo y
acelerar el tiempo de envasado de producto. El embudo presenta una salida
central de descarga la cual se bifurca con una “T” hacia los laterales de la mesa,
conformando dos líneas de envasado de producto cada una con 10 cilindros, los
cuales contienen el volumen exacto de un recipiente de 125 ml. Finalmente, se
hace uso de dos juegos de llaves maestras: uno superior y otro inferior. El superior controla el llenado del cilindro y, el inferior, la salida del producto hacia los
recipientes; de esta manera las llaves de cada juego se cierran al unísono con un
solo movimiento. Las tuberías de conducción son de tubo de acero inoxidable,
al igual que las llaves de llenado para los recipientes, que terminan en una punta
cónica para uniformar el llenado.
285
286
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 1. Taller terminado en la comunidad
de Francisco Medrano, Tula, Tamaulipas
Figura 2. Fosa séptica
Figura 3. Prototipo de molino de hojas de
gobernadora
Figura 4. Prototipo de envasadora de crema
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
c. Envasadora eléctrica de talco por vibración: Es una mesa de trabajo vibradora
elaborada con PTR, movida por un motor de bajas revoluciones (motor vibrador). Sostiene en la parte superior un embudo de acero inoxidable el cual presenta una salida central de descarga que se bifurcará con una “T” hacia los laterales de la mesa, conformando las líneas de envasado, cada una con 10 cilindros
que tienen la capacidad de envasado de un recipiente de 140 gr.; de este modo,
pueden trabajar simultáneamente dos personas a ambos lados de la mesa. Los
cilindros de llenado de los recipientes contienen dos juegos de llaves maestras,
uno superior y uno inferior; el superior controla el llenado del cilindro y el inferior la salida del producto hacia los recipientes; así, las llaves de cada juego se
cierran al unísono con un solo movimiento. Como la envasadora de crema, las
tuberías de conducción son de tubo de acero inoxidable con punta cónica para
uniformar el llenado.
Productos entregados
1. Acondicionamiento del inmueble
Con base en las condiciones en las que se encontró el local al inicio del proyecto, la
primera etapa se dedicó exclusivamente para la adecuación, ya que es en este sitio
en donde se diseñaron, instalaron y probaron los prototipos a desarrollados (Figura
1), así como los anexos necesarios que incluyen la fosa séptica con su drenaje
respectivo para las aguas de desecho y el área de cisternas (Figura 2).
2. Prototipos de molino y envasadoras
El diseño y construcción de los prototipos se desarrolló con base en materias primas
de alta calidad (acero inoxidable) y con mano de obra altamente calificada.
a. Molino de hojas de gobernadora
Consiste de una estructura metálica de PTR, la cual sostiene un depósito
fabricado de lámina de acero inoxidable con capacidad de 5 kg. de hoja de
gobernadora en peso seco. El material a moler es conducido mediante un sinfín
hacia una cámara en la cual se encuentran dos discos metálicos que, mediante
la fricción ejercida por un motor eléctrico, triturarán y pulverizarán las hojas.
Posteriormente, el material pulverizado cae por gravedad a un depósito inferior
fabricado de lámina de acero inoxidable que contiene una mirilla vertical de
vidrio de dos centímetros de diámetro para monitorear el llenado del recipiente
(Figura 3).
287
288
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Cabe señalar que el tiempo que les llevaba moler un kilogramo de hojas secas
de gobernadora en un molino convencional, era de dos horas en promedio; sin
embargo, con este molino eléctrico el tiempo se ha reducido a solamente dos
minutos, además de que la operadora del molino no sufre de malestares en la
garganta por efecto de los polvos en suspensión con el molino convencional,
ya que la cámara de recepción de material pulverizado del prototipo sella
herméticamente, impidiendo la fuga de polvos finos hacia el exterior.
b. Envasadora de crema
Conformada por tres componentes principales, mesa-soporte de PTR de 160 x 90
cm y 183 cm de alto, en la cual se acoplan los dos depósitos de acero inoxidable
de 50 l (con toma de aire de 20 PSI) que contendrán el producto a en­vasar, y en la
porción inferior de estos depósitos se acoplan los sistemas de envasado de acero
inoxidable para 20 recipientes de 125 ml. Estos tres componentes fueron elaborados con materiales de alta calidad. Por último, se ensambla cuidadosamente cada
uno de los componentes, se pulen, pintan y se afinan detalles (Figura 4).
Figura 5. Prototipo de envasadora de talco
Figura 6. Imagen de los productos
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Con base en las pruebas de funcionalidad, este prototipo ha logrado reducir
considerablemente el tiempo de llenado de los botes de crema de 125 ml, ya
que actualmente es posible llenar un total de 20 botes en el mismo tiempo que
demoraban anteriormente para llenar solamente uno de manera manual.
c. Envasadora de talco
La envasadora de talco consta de tres componentes principales: una mesasoporte de PTR con motor vibrador de 100 x 90 y 183 cm de altura, en cuya
porción inferior se colocará un motor vibrador, y en la parte superior se acopla
el depósito cónico de acero inoxidable de 60 l que contendrá el producto a
envasar. En la porción inferior del depósito se acopla el sistema de envasado de
acero inoxidable para 10 recipientes de 140 gr. Estos tres componentes fueron
elaborados con materiales de alta calidad.
Por último, se ensambla cuidadosamente cada uno de los componentes arriba
descritos, se pulen, se pintan y se afinan detalles (Figura 5).
Las pruebas de funcionalidad desarrolladas para este prototipo indican que,
para llenar 10 botes de 140 gr., se emplean 20 minutos en promedio, a diferencia de cuando se hace manualmente y se necesitaban 2.5 hrs. para la misma
cantidad de botes.
3. Instalación de prototipos
Una vez fabricados los prototipos, fueron instalados en el taller localizado en la comunidad de Francisco Medrano y se desarrollaron las pruebas de funcionalidad. Por
último, se platicó con algunas de las integrantes de la microempresa, las cuales expresaron su agradecimiento por la gran ayuda brindada y por depositar la confianza
en su pequeña empresa. Remarcan la importancia que tiene para ellas el brindar
estos apoyos y la seguridad de que saldrán adelante en un futuro no muy lejano.
Es importante mencionar que a raíz del apoyo brindado a esta microempresa, la
producción se ha incrementado en un 300% y se espera que en los años subsecuentes
el incremento sea de 20% anual.
289
290
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones
Es indudable que con este proyecto se ha fomentado el desarrollo microindustrial de
productos naturales y queda demostrada la viabilidad y su gran potencial económico.
La elaboración de tecnología para el desarrollo de esta microindustria en la zona
semiárida de Tamaulipas, abre una nueva línea económica para la región en general. Esto
atraerá capitales de importancia a la comunidad, además de que con ello se demuestra
que en lugares como éste, se pueden conjuntar, además de agricultura de temporal,
fuentes alternativas, como la microindustria de productos orgánicos enfocados al
aprovechamiento de recursos forestales no maderables.
A ocho años de haberse constituido, la empresa ha incrementado la línea de productos;
ahora también se produce champú de órgano-nogal, manzanilla, neem y romero, elaborándose sus respectivos acondicionadores, también se producen crema de sábila y talco de
gobernadora. Actualmente sus productos se envasan en recipientes de 400 ml. de material
PET transparente de primera calidad, los cuales contienen una etiqueta a color que incluye
código de barras y registro de marca, así como los datos de identificación del producto y su
modo de empleo. En el ámbito de mercado, se cuenta con una cartera de clientes a nivel
local, regional y nacional.
Derivado de la invitación recibida por parte de la CONAFOR, se ha participado en diversas
exposiciones forestales en la Ciudad de México, Guadalajara y Morelia; por parte de la
SAGARPA, en exposiciones de Empresas de Desarrollo Rural Sustentable (ENDRUS) en
Ciudad Victoria, Tuxtla Gutiérrez y Mexicali; por parte del FONAES, en ferias artesanales
en León, México, Acapulco, Ciudad Victoria y San Luis Potosí. Se ha ganado el premio
regional por parte de la SAGARPA debido al buen manejo sustentable de la empresa, en
un evento desarrollado en Ciudad Victoria, Tamaulipas, donde se contó con la presencia
de productores de los estados de San Luis Potosí, Zacatecas, Aguascalientes, Coahuila,
Nuevo León y Tamaulipas, como sede del evento.
Agradecimientos
Se agradece ampliamente al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), al
Consejo Tamaulipeco de Ciencia y Tecnología (COTACYT) y al gobierno del Estado de
Tamaulipas quienes, por medio de los Fondos Mixtos (FOMIX), apoyaron económicamente
el proyecto con número FOMIX-52305 MODALIDAD B.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Literatura citada
“Aloenogal de Tula” (2009). En: www.aloenogal.com
Cuevas-Arteaga, C. (2006). “Cinéticas de corrosión del acero inoxidable SS-304 expuesto
en una solución acuosa de bromuro de etilo a bajas temperaturas”, en Revista Mexicana
de Ingeniería Química. 5 (1):27-45.
Rodríguez-Prada, M. A. y Cortés-Rocha, C. A. (2007). “Máquina automática de llenado
y sellado de envase tipo PET para condimentos en polvo”. Tesis de Ingeniería. Bogotá,
Universidad de la Salle, Ingeniería de Diseño y Automatización Electrónica, sede centro.
Rosero, E. y Ramírez, J. (2009). “Modelado y control de molinos de caña de azúcar usando
accionamientos eléctricos”, en Revista Iberoamericana de Automática e Informática
Industrial. 6 (3): 44-53.
Rosero, E., Ramírez, J. y Gómez, A. (2008). “Evaluación del desempeño dinámico y la
eficiencia energética en molinos de caña de azúcar con accionamientos térmicos y
eléctricos”, en Energía y Computación. 16(2): 25-32.
Sánchez-Amaya, J.M., Bethencourt, M., González-Rovira, L. y Botana, F.J. (2009).
“Medida de ruido electroquímico para el estudio de procesos de corrosión de aleaciones
metálicas”, en Revista de Metalurgia. 45(2):142-156.
Universidad de Quintana Roo, Programa MIRC. (1999). “Septic Manual-Pasos para
construir tu propia fosa séptica”. Septic System Construction Handbook. Quintana Roo,
Universidad de Quintana Roo.
291
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
TLAXCALA
293
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
TRANSFERENCIA Y ADOPCIÓN DE TRES ECOTECNOLOGÍAS PARA EL APROVECHAMIENTO
DE LOS TRASPATIOS EN ÁREAS1
PERIURBANAS DE TLAXCALA
Dr. Aníbal Quispe Limaylla2
Introducción
En México una de las preocupaciones manifiestas por gobiernos, instituciones y organizaciones ha sido en relación con la pobreza de las familias rurales y el descenso en la
producción y productividad, especialmente de los productores de pequeña escala, que
es la mayoría en el país. Esta situación indeseable se debe a varios factores, pero principalmente a la poca efectividad de los programas de apoyo, a la escasez de tecnologías
apropiadas y a la forma convencional de hacer agricultura que ha prevalecido en los
últimos 50 años.
Aunque desde hace aproximadamente cinco décadas los programas de desarrollo
agrícola han procurado promover el aumento de la producción y productividad de
los agricultores de pequeña escala, es relativamente reciente el reconocimiento de la
importancia de este tipo de productores para la economía mundial. En efecto, desde
hace pocos años, se empezó a reconocer que en la mayoría de los países en desarrollo,
más de la mitad de los alimentos de origen vegetal proviene de las parcelas de los
agricultores en pequeña escala (Díaz, 1998).
1
Proyecto FOMIX: TLAX-2003-C02-12591
Monto aprobado: $526,000.00
Otras aportaciones: $450,700.00
Monto total: $976,700.00
2 Colegio
de Postgraduados.
295
296
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
A pesar de este reconocimiento, por varias razones la agricultura que practican los
agricultores de pequeña escala, de algunos años a la fecha, ha sufrido reveses. Algunas
de ellas han estado relacionadas con el proceso de la globalización y ajuste estructural
iniciados a mediados de la década de los ochenta. A esto se han sumado los efectos de
la apertura de mercados y de una competencia desigual en los países del sur, como en
los casos de América Latina, el repliegue del Estado y los servicios de extensión, crédito,
investigación, entre otros, que han dejado un vacío y no han sido cubiertos por el sector
privado (Rodríguez, 2001). A esta situación se ha sumado la prevaleciente forma de
hacer agricultura basada en la llamada agricultura industrial que tuvo sus expresiones
más sobresalientes con la llamada “revolución verde” y, últimamente, con lo de la
biotecnología agrícola, particularmente con la denominada “ingeniería genética” que,
aunque algunos de sus defensores afirman que este tipo de tecnología es congruente
con la sustentabilidad, la realidad ha demostrado lo contrario.
En este contexto pareciera que la agricultura en pequeña escala estuviera condenada
a desaparecer. Sin embargo, experiencias basadas en la práctica de una agricultura
alternativa sugieren que este tipo de agricultura puede tener un desarrollo importante.
Para lograrlo, se requiere de programas que superen los enfoques, métodos y los
vicios del pasado. Como parte de todo ello, la superación de la situación en que se
encuentra este tipo de productores dependerá no sólo de las tecnologías adquiridas o
mejoradas, sino en gran parte, de su conocimiento de la demanda y requerimientos del
mercado, de su capacidad de organizar más eficientemente su producción o servicios,
y de aprovechar eficazmente sus espacios para la producción, incluido el traspatio, que
puede convertirse en un medio importante para superar el problema de la desnutrición
y la falta de seguridad alimentaria.
Así mismo, para evitar los efectos nocivos que la agricultura convencional ha provocado
al medio ambiente, la ecología y la biodiversidad, debemos seguir generando formas alternativas para aumentar la productividad. La innovación tecnológica será clave en esta
tarea, y dentro de ella habrá que lograr una nueva revolución en el campo agronómico,
entendiendo como tal a las nuevas maneras de aprovechar los recursos que nos ofrece
la naturaleza, y la generación o mejora de las tecnologías, de tal modo que sean compa­
tibles con la conservación de los recursos naturales, sociales y culturales, para aumentar
la producción de alimentos sin dañar el ambiente (Altieri, 1999).
Afortunadamente en la actualidad ya existen numerosas investigaciones y acciones
que evidencian la posibilidad de emprender una nueva forma de hacer agricultura,
más acorde con lo natural, con la vida y el futuro de la humanidad. La agroecología, la
agricultura orgánica, la permacultura, entre otras, son alternativas que nos demuestran
que sí es posible practicar una agricultura sustentable.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La agroecología es una disciplina científica que estudia la agricultura desde una perspectiva ecológica; tiene como propósito analizar los procesos agrarios desde una perspectiva
holística, incluyendo lo social, lo económico y lo político (Alba, 2005). La agroecología surgió para enfrentar los problemas causados por la agricultura convencional. Está basada
en una filosofía pragmática que busca el bienestar material y espiritual del ser humano en
armonía con su entorno natural, del cual se sirve. Gracias al avance de este nuevo campo
del conocimiento, ahora se cuenta con estrategias alternativas para la agricultura, como
la agricultura orgánica, la permacultura, la agricultura biointensiva, entre otras, en las
que se emplean las llamadas ecotecnias.
Estudios recientes (Bueno, 2004), basados en la explicación teórica de la mini granja biointensiva u otros enfoques alternativos de agricultura, indican que ahora con tecnologías
apropiadas, en superficies pequeñas, se pueden obtener rendimientos de alimentos de
dos a cuatro veces más que cuando son producidas bajo un sistema agrícola convencional. Estos sistemas alternativos de producción en pequeña escala tienen su fundamento
en los principios agroecológicos (Rodríguez, 2001).
Para lograr este propósito, Meneses (2003) sugiere que el modelo de la granja biointensiva debe funcionar como un organismo, cuyos procesos tengan la suficiente fuerza para
mantenerlo sano, vigoroso y productivo. Dentro de ese organismo existe una circulación
de materiales vegetales y animales, cuyo producto debe ser aprovechado de la mejor
manera posible.
Aunque en nuestro medio es todavía escasa la aplicación de los principios agroecológicos
para la agricultura en pequeña escala, sin embargo, la agudización de la pobreza rural, la
falta de seguridad alimentaria, la degradación del medio ambiente, la inequidad, entre
otros, están obligando a productores, funcionarios, técnicos, investigadores y sociedad
en general a pensar y practicar la agricultura sustentable.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Los antecedentes señalados en párrafos anteriores indican que, por un lado, existe una
base sólida de la teoría para producir alimentos en forma sustentable en superficies
pequeñas y, por otra, el reconocimiento de la importancia de la agricultura en pequeña
escala, entre ellas, lo del traspatio para la economía familiar, pero que en la mayoría de
los casos no son considerados como tal. Así mismo, la investigación y la promoción para
su uso racional y sustentable han sido casi inexistentes. En México, los intentos de apoyo
gubernamental para mejorar la producción en pequeña escala, y entre ellos el de los
traspatios, datan apenas de algunos años (SAGARPA e IICA, 1998). Sin embargo, las escasas evaluaciones realizadas indican que sus resultados fueron muy débiles, por la forma
parcial de abordarlo y por lo limitado de los apoyos otorgados (Rojas y Quispe, 2004).
297
298
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Objetivo general
El propósito del proyecto fue generar conocimientos y experiencias sobre cómo apro­
vechar racional e integralmente los traspatios para producir alimentos sanos y nutritivos que las familias requieren, y difundirlos para su réplica en ámbitos de similares
condiciones.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
El proceso de la transferencia y adopción de las ecotecnias. Con base en los antecedentes
señalados, previo un plan, se decidió llevar a cabo un proyecto conjuntamente con 20 familias de dos comunidades del estado de Tlaxcala, acciones que contribuyan a mejorar la
producción agropecuaria del traspatio, usando tres tecnologías a las que denominamos
ecotecnias: 1) compostaje con lombrices, para la fertilización orgánica de los cultivos, 2)
captación y almacenamiento de agua de lluvia en cisternas de ferro cemento, para disponer de agua suficiente, y 3) uso de invernaderos de mediana capacidad, para producir
hortalizas con un sistema de riego por goteo.
Previa consulta con los representantes de cada una de las 20 familias, el proyecto fue
iniciado en marzo de 2004 con el apoyo económico del Fondo Mixto CONACYT-Gobierno
del Estado de Tlaxcala, y logístico de la Secretaría de Fomento Agropecuario (SEFOA)
también del Estado de Tlaxcala. El proyecto se llevó a cabo en las comunidades rurales
de Españita y Atlihuetzía, Tlaxcala.
Cuando se inició el proyecto, ninguna de las 20 familias rurales había usado las tres
ecotecnias introducidas. Una vez que las familias decidieron participar en el proyecto, la
primera acción fue capacitar al menos a dos miembros de cada familia en la construcción
y uso de las tres ecotecnias. La capacitación duró aproximadamente 15 días, en diferentes
períodos y especialmente de forma práctica.
Una vez capacitados los miembros de las familias se inició con la construcción de la
infraestructura de cada ecotecnia. Se empezó con la instalación de los invernaderos y
el sistema de riego por goteo, para lo cual, de acuerdo con las normas de SEFOA, fueron
instalados 20 invernaderos de 48 metros cuadrados cada uno, por una empresa que la
propia SEFOA contrató. Por esta razón, la participación de los miembros de las familias
en la construcción de los invernaderos fue escasa.
Casi en forma paralela cada familia construyó una “compostera gemela” para manejar y
convertir los residuos orgánicos (estiércoles y residuos de cosecha y cocina), en abono
con lombrices. Se le denominó gemela porque las dos “camas” van pegadas y con las
299
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
mismas dimensiones: 3 o 4 metros de largo, un metro de ancho y 0.35 metros de alto.
En todos los casos se usaron tabicones, cemento y arena. Cada compostera tiene la
capacidad para manejar una tonelada de residuo orgánico. Para captar los lixiviados,
la base de las composteras tiene una inclinación de 2%. En total se construyeron 20
“composteras gemelas” funcionales.
Finalmente, los campesinos construyeron las cisternas de ferro-cemento, con una
capacidad promedio de 35 mil litros cada una, para captar las aguas de lluvia de los techos.
Éstas fueron de forma cilíndrica para evitar el rompimiento o cuarteaduras en caso de
temblores. Se decidió que fuesen de ferro-cemento por lo económico y durabilidad. Para
dirigir el agua del techo de las casas hacia la cisterna, se instaló una red de tuberías
de PVC. En total se construyeron nueve cisternas en la comunidad de Españita. No se
construyó ninguno en la comunidad de Atlihuetzía, porque los recursos económicos ya
no fueron suficientes y porque la mayoría de las familias de esta comunidad disponía de
agua durante casi todo el año.
Habiendo concluido la construcción de la infraestructura de las ecotecnias, los campesinos
empezaron a utilizarlas en distintos momentos de acuerdo con la disponibilidad y necesidad. Tal como estaba previsto, en los invernaderos los campesinos cultivaron hortalizas,
principalmente jitomate. La mayoría obtuvo buenas cosechas gracias a la disponibilidad
de agua y la lombri-composta como abono. Un factor importante para obtener buenas
cosechas fue la aplicación de la lombri-composta, que repercutió en el buen crecimiento
y resistencia a plagas y enfermedades.
A continuación, se presenta un cuadro en el que se muestra el costo de la construcción
de cada ecotecnia por familia, así como la procedencia de los recursos.
Costo de la construcción de cada ecotecnia por familia y procedencia de los recursos
Fuente
Invernadero
Cisterna
Compostera
Total
$
%
$
%
$
%
$
%
Familia
1,000
3.85
6,500
25.05
350.0
1.35
7,850
30.25
SEFOA
11,000
42.77
0.0
0.0
0.0
0.0
11,100
42.77
FOMIX
0.0
0.00
7,000
26.97
0.0
0.0
7,000
26.97
TOTAL
12,100
46.62
13,500
52.02
350
350
25,950
100.00
Fuente: Elaboración propia.
Beneficios. A pesar de que ninguna de las familias participantes había tenido experiencia
de cultivar en un medio de clima controlado (invernadero), todas tuvieron entre buena
y muy buena cosecha. La mayoría sembró jitomate, seguido por brócoli, y algunos lo
hicieron en forma de policultivo (varias especies a la vez). Las que sembraron brócoli,
300
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
algunas llegaron a producir hasta casi 440 kg, es decir, 2.00 kg por planta. La mejor
cosecha fue en aquellas que combinaron lo orgánico con lo químico. Las que sembraron
en policultivo, también tuvieron excelente cosecha. En estos casos fue difícil estimar el
rendimiento, pero tuvieron cosechas, no sólo para el autoconsumo, sino también para
vender. Las que sembraron jitomate, todas tuvieron entre buena y excelente cosecha.
Si bien el propósito de la producción de hortalizas fue para el autoconsumo, en todos
los casos tuvieron excedentes y lograron venderlas localmente. Ninguna familia tuvo
problemas para la venta, por el contrario, lograron un ingreso importante, porque las
familias vecinas de la comunidad preferían comprar las hortalizas producidas por el
grupo, y las familias del proyecto se convirtieron en famosas dentro de la comunidad,
por vender hortalizas orgánicas y de buena calidad.
No se hubieran logrado estos resultados, si la asesoría, la asistencia técnica y el apoyo a
la gestión, por parte del grupo del Colegio de Postgraduados, no hubiera sido constante
y permanente. El acompañamiento en las primeras fases fue trascendental hasta que las
familias lograron confianza y valoraron lo que se estaba haciendo.
La producción y productividad de hortalizas logradas por las familias participantes
indica claramente que éstas adoptaron las tres ecotecnias sin mayor dificultad, porque
respondieron a sus necesidades, presentaron facilidad en su uso y manejo, resultaron
compatibles con su realidad social y cultural, y la potencialidad que tienen no sólo para
el traspatio, sino también para la agricultura de otras parcelas de mayor superficie.
Valoración de los participantes sobre el uso de las ecotecnias. Sobre la adopción y
valoración de las ecotecnias introducidas, para la mayoría, tanto de Atlihuetzía como de
Españita, las ecotecnias no fueron complicadas para su uso, lo cual puede deberse a que
fueron compatibles con sus costumbres y cultura y respondió a sus necesidades.
En general, sobre la utilidad de las tres ecotecnias, la mayoría tuvo una apreciación
favorable. Estas opiniones también fueron muy cercanas a la satisfacción por usarlas,
lo que indica que no sólo estaban satisfechos por tenerlas, sino también por usarlas y la
utilidad que significó para ellos.
Impacto del proyecto. Uno de los impactos inmediatos que tuvo el proyecto fue que la
Secretaría de Fomento Agropecuario del gobierno del estado, basado en las experiencias
exitosas del proyecto, decidió promover y apoyar a 210 familias campesinas de las
zonas más empobrecidas de la entidad, especialmente en los municipios de Terrenate
y Altzayanca.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
Al Fondo Mixto CONACYT-Gobierno del estado de Tlaxcala:
•
•
•
•
•
Una tesis de licenciatura
Un folleto sobre las bondades de las tres ecotecnias
Un manual para usar las tres ecotecnias
Un libro sobre la parte teórica y resultados del proyecto
Un video sobre el uso de las tres ecotecnias con la participación directa de los
beneficiarios del proyecto.
A los productores:
•
•
•
Nueve cisternas de ferro-cemento, con capacidad de 32 mil litros promedio cada una
Veinte invernaderos con un sistema de riego por goteo
Veinte composteras para convertir los residuos orgánicos en abono con lombrices.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
En casi tres años el proyecto demostró que familias con limitados recursos económicos
del ámbito rural y semiurbano, pueden producir alimentos de buena calidad en sus
traspatios y generar ingresos por la venta de los excedentes, utilizando tecnologías
agroecológicas muy apropiadas a sus condiciones socioeconómicas. Difícilmente hubiera
sido posible tener estos logros de no haber cumplido con los siguientes requisitos
esenciales: 1) capacitación de los miembros de las familias participantes, 2) disponibilidad
de los recursos y medios en los momentos adecuados, 3) seguimiento permanente hasta
que las propias familias sean capaces de hacer por ellas mismas, 4) buena relación y
comunicación entre los promotores y los beneficiarios. De este modo, las familias
participantes en el proyecto adoptaron con facilidad gran parte de las prácticas relativas
a las tres ecotecnias.
Finalmente, a través del proyecto se comprobó que sí es posible practicar una agricultura realmente sustentable, en la que no se afecte negativamente a los recursos: agua,
suelo y la biodiversidad que la naturaleza nos ofrece. Esta forma de hacer agricultura es
totalmente compatible con aquella que se practica a pequeña escala, y posee la potencialidad para contribuir de manera importante a superar la desnutrición y la pobreza de
las familias rurales que viven en estas condiciones.
301
302
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Referencias
Alba, E. (2005). “La producción convencional de alimentos a la agroecología, un camino
necesario”. En: Materiales de Reflexión. Comisión Confederal Contra la Precariedad,
España. En: http://www.cgt.es/descargas/MR_22_Agroecologia.pdf
Altieri, M. A. (1999). “Los mitos de la biotecnología agrícola: algunas consideraciones
éticas”. Revista Red, Gestión de Recursos Naturales, segunda época, 14: 62-67.
Bueno, M. (2004). “La importancia del huerto familiar ecológico”. Discovery DSalud. En:
http://www.dsalud.com/casasana_numero14.htm
Díaz, E. J. (1998). La transferencia de tecnología apropiada al pequeño agricultor. Bibliografía digital del CREFAL.
Meneses, O. (2003). “Agricultura biodinámica”. En: http://www.naturalred.com/agricultura/agroartículos/huertos.htm.
Rodríguez, D. (2001). “Tecnología apropiada para la producción en pequeña escala en
el sur: nuevos desafíos”. Ponencia presentada en la I Conferencia sobre Tecnología para
el Desarrollo Humano y Sostenible. Santiago de Chile, mayo 2001.
Rojas L., A. Quispe, (2005). “Evaluación del programa Microgranjas Orgánicas Integrales
1999-2000 en el municipio de Texcoco, estado de México: avances, logros y limitaciones”.
Aceptado para su publicación en la Revista ISEI, Colegio de Postgraduados, México.
Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural (SAGAR) e Instituto Interamericano
de Cooperación para la Agricultura (1998). Mujeres en el Desarrollo Rural, Marco
Conceptual y Operativo. (IICA-México).
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
MIGRACIÓN Y POBREZA: REMESAS,
CONDICIONES DE VIDA Y TRAYECTORIAS
LABORALES DE MIGRANTES TLAXCALTECAS
1
EN ESTADOS UNIDOS Y CANADÁ
Dr. Adrián González Romo2
Introducción
En las últimas dos décadas el tema de la migración ha venido ocupando una de las principales planas de la vida social, económica y política del país, y hemos sido testigos de
un éxodo masivo de personas que han dejado su hogar en busca de mejores alternativas
laborales. En forma directa, ello ha beneficiado a familias enteras e, indirectamente por
la derrama económica que las divisas de los trabajadores ocasiona a un sector importante de la población que se dedica a los servicios y el comercio. Las oportunidades
negadas en el lugar de origen, ante perspectivas poco claras, han sido las causas principales de tal decisión. El fenómeno se ha manifestado a nivel nacional, incorporándose
población de lugares que no se consideraban de trayectoria migratoria, como es el caso
del estado de Tlaxcala.
1 Proyecto
FOMIX: TLAX-2004-C03-25
Monto aprobado: $475,000.00
Aportaciones concurrentes: $18,000.00
Otras aportaciones: $132,000.00
Monto total: $625,000.00
2 El
Colegio de Tlaxcala, AC.
303
304
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Esta investigación buscó hacer una contribución para entender la problemática regional
del estado del Tlaxcala, en el aspecto migratorio, y de ahí su relevancia. Se exponen
resultados de un estudio realizado con migrantes y familias de migrantes, tratando
de dar respuesta a una interrogante central: ¿Qué elementos hacen que las familias
tlaxcaltecas estén viendo la migración como una alternativa de vida? El objetivo es
analizar las condiciones de vida, los aspectos laborales y los efectos que está ocasionando
dicha emigración de la población tlaxcalteca hacia los Estados Unidos y Canadá, ante
los cambios recientes ocurridos en la correlación de fuerzas internacionales y el
endurecimiento de la política migratoria. Se parte de la hipótesis de que las condiciones
adversas en los lugares de origen están provocando que las familias de un estado,
que no tenía características migratorias, opten por cambiar de residencia en espacios
internacionales buscando ingresos que ayuden a sus hogares, y afectando con ello la
estabilidad emocional a cambio de la estabilidad económica.
Mediante el trabajo de campo se contrastan dos realidades de migrantes tlaxcaltecas:
por un lado, aquellos que por la vía de un contrato han estado participando en el Programa de Trabajadores Agrícolas Temporaleros en las granjas canadienses y, por el otro,
la realidad en que se encuentran los trabajadores ilegales que han decidido dejar a sus
familias para buscar el sueño americano en los Estados Unidos.
La decisión de migrar, una vez que se toma, lleva consigo aparejado un sinnúmero de
problemas que se tienen que sortear, desde la separación de la familia y las deudas que
se contraen para hacer frente a tal decisión, el cruce fronterizo cada vez más complicado
e inseguro y la situación que padecen los connacionales al estar trabajando –tanto por el
exceso de trabajo al que se someten, la discriminación y la constante psicosis en la que
se ven envueltos–, hasta las leyes cada vez más adversas a que se tienen que enfrentar.
De los logros que se tienen, no cabe duda que son también importantes y que gracias a su
esfuerzo las familias logran contar con el ingreso para las necesidades más apremiantes
del hogar, así como contar con una vivienda adecuada, lograr la manutención del hogar
y, en su caso, el que los niños sigan estudiando.
En forma comparativa se puede señalar la estabilidad que muestran los trabajadores en
las granjas canadienses en cuanto a prestaciones, seguridad social y menor distanciamiento, que los que llegan a laborar en los Estados Unidos. El trabajo es rudo para ambos
tipos de trabajadores, pero perciben mayor ingreso los que laboran en los Estados Unidos, aunque los que están en Canadá pueden hacer un mayor ahorro, porque no tienen
gastos de vivienda y alimentación, ya que son proporcionados por las propias granjas.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
La política acertada de financiamiento de la investigación en el estado de Tlaxcala a
través de los Fondos Mixtos ha mostrado procesos interrumpidos a través del tiempo,
afectando en forma directa su continuidad, a tal grado que durante 2005 se dio la
última convocatoria existente. El proyecto a que hacemos referencia en este resumen se
desarrolló de 2006 a 2008, en lo que se llamó “Carteras de proyectos para el desarrollo
regional del estado de Tlaxcala”, cuyo objetivo central fue el de apoyar aquellos proyectos
que atendieran una problemática específica del estado. En este caso se decidió otorgar
el financiamiento al presente proyecto, dada la problemática que estaba enfrentando el
estado de Tlaxcala en el aspecto migratorio.
En los últimos 15 a 20 años se transformó el tipo de migración existente, pasando de
un tipo de migración regional pendular a una con características internacionales sobre
todo de tipo ilegal a los Estados Unidos, aunque por otro lado se consolidó en el estado
de Tlaxcala el Programa de Trabajadores Temporales a Canadá (iniciado desde 1971),
ocupando uno de los primeros lugares en envío de trabajadores a las granjas canadien­
ses bajo contrato. La importancia de este programa para las familias tlaxcaltecas no es
acompañado de una demanda importante de trabajadores por parte de los granjeros
canadienses, y como tal no ha podido ser una alternativa para satisfacer a una población
urgida de necesidades de empleo mejor remunerado. El periodo coincide con el crecimiento y auge importante de la migración, aparejado al incremento de las remesas a
nivel nacional y, por tanto, de una población que no encontraba alternativas en su lugar
de origen.
Objetivo general
Evaluar las condiciones de vida, la importancia de las remesas sobre el desarrollo, las
trayectorias laborales y los efectos que ocasiona la emigración de la población tlaxcalteca
hacia los Estados Unidos y Canadá, ante los cambios recientes ocurridos en la correlación
de fuerzas internacionales y el endurecimiento de la política migratoria.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
El proyecto se dividió fundamentalmente en tres etapas. La primera de ellas parte de la
idea de la apropiación del objeto de estudio, y se hace un recuento de la búsqueda de
los aportes que se han realizado en el estado de Tlaxcala respecto de la problemática
migratoria, conjuntado con la información derivada de las fuentes secundarias. La
segunda etapa se enfocó en trabajar con las familias de migrantes en las comunidades
305
306
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
de origen, apoyados siempre en informantes clave y autoridades locales. Y la tercera
consistió en el trabajo de campo con los trabajadores tlaxcaltecas en los lugares de
arribo, tanto en los Estados Unidos como en Canadá. En el trabajo de campo, tanto en
las comunidades de origen como en las de arribo, la información se captó mediante
entrevistas a profundidad, con una guía de entrevista y un cuestionario estructurado
(cuando fue necesario se grabó en video y con grabadoras de sonido).
Se seleccionó como primer marco de muestreo a 16 municipios, por considerarse
importantes para el estudio de la población tlaxcalteca respecto de la temática
migratoria; siete son municipios que cuentan con población migrante de un índice de
intensidad migratoria media y alta a Estados Unidos, según datos del CONAPO (2000).
Para el caso de los migrantes a Canadá, se seleccionaron los municipios que cuentan con
mayor número de trabajadores en el Programa de Trabajadores Agrícolas Temporaleros
a Canadá (PTAT), que en este caso fueron ocho y en su conjunto suman 61% de la
población migrante a Canadá.
En total, se seleccionaron 16 municipios, donde se entrevistó a una muestra de 157 familias, de las cuales 71 eran de trabajadores que se fueron a Canadá y, 86, de migrantes
que se fueron a los Estados Unidos. En el primer caso se utilizaron los listados proporcionados por el PTAT y, en el segundo, se apoyó en el método de bola de nieve para la
selección de la muestra. En los lugares de arribo, se procedió de la siguiente manera: en
el caso de los trabajadores en Canadá se seleccionaron las provincias de Quebec y de
Ontario, donde se entrevistó a 50 trabajadores ubicados en 16 granjas. En el caso de los
Estados Unidos se entrevistó a 62 migrantes en siete de las principales ciudades donde
radica la población tlaxcalteca, muestra que fue definida según la información proporcionada por los familiares en los lugares de origen.
Productos entregados
•
•
•
•
Se entregó un libro de 203 páginas con los resultados del proyecto, publicado por
Siena Editores.
Se realizó el Primer Seminario Regional denominado “La migración de tlaxcaltecas
hacia Estados Unidos y Canadá: panorama actual y perspectivas” en el año 2008,
donde nos reunimos cerca de 30 especialistas en dicha temática.
Se publicaron tres capítulos de libros, un artículo en revista indexada y se asistió
a cuatro seminarios internacionales sobre la temática respectiva (2005-2008); tres
en Michoacán y uno en la UAEM, Toluca Estado de México (2006) y dos encuentros
regionales en el estado de Tlaxcala (CONAPO y AMECIDER).
Se graduó un estudiante de nivel maestría del CISSDER-Universidad Autónoma de
Tlaxcala.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
La investigación realizada nos da la oportunidad de adentrarnos en la problemática que
enfrentan las familias tlaxcaltecas ante el fenómeno de la migración, y con ello el poder
proponer posibles alternativas que ayuden a la mejor toma de decisiones.
En primer lugar, se tiene que entender que el fenómeno es demasiado complejo, que
involucra decisiones de política económica a nivel federal, que requiere reactivar la
economía y ofrecer condiciones más adecuadas para que la población no se vea en
la necesidad de emigrar y, de esa manera, el que lo haga sea por decisión personal; y,
en segundo lugar, es necesario que el Estado mexicano busque la negociación en política
migratoria de condiciones más favorables para los trabajadores mexicanos. Cambios en
la política económica que permitan, por un lado, contar con fuentes de empleos mejor
remunerados e inversiones en el sector agropecuario que incentiven la productividad y
el empleo de las familias rurales, como mecanismo para evitar que la población vea la
emigración como única alternativa.
De la misma manera, es importante replantear la forma de ver al migrante como
el salvador de la economía de este país y, por el contrario, proponer alternativas de
desarrollo adecuadas donde todos tengan cabida.
Podríamos señalar con base en los resultados de este trabajo, y sin temor alguno a
equivocarnos, que la política migratoria durante el sexenio de Fox puede considerarse
como un rotundo fracaso. Fue una política basada en elementos subjetivos de creer
que, por la buena amistad entre dos mandatarios, se podía llegar a acuerdos, pasando
por alto los diferentes intereses de los países. Por otro lado, las condiciones que están
haciendo que la población busque alternativas a través de la migración hacia los Estados
Unidos prevalecen, de tal manera que, pese a los factores en contra de los migrantes,
éstos seguirán intentando emigrar. Mientras tanto, en el sexenio de Felipe Calderón los
migrantes poco figuran en la agenda gubernamental, cayendo en el extremo provocado
por el mandatario anterior.
Tratar ambos factores en la nueva política migratoria va a ser fundamental para tener
una política congruente; sin embargo, el panorama no es nada halagüeño. La política
errada que se siguió en el sexenio del presidente Vicente Fox, se basaba en la propaganda
de la importancia de la migración por las remesas en la economía mexicana, pero fue
más una promoción para justificar la incapacidad de crear condiciones para evitar que
la población abandonar el país en busca de las oportunidades que aquí se le negaban.
Sirvió como estímulo para que la gente viera que los que se van a trabajar al extranjero
ganan lo suficiente como para enviar recursos a sus familias.
307
308
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
De igual modo, observamos la poca sensibilidad del país vecino que no quiere entender
la importancia que representa para ambas economías el contar con mecanismos
migratorios concertados, de mayor control y seguridad laboral.
Si bien el estado de Tlaxcala y la región de estudio no presentan condiciones desventajosas
por lo que se refiere a la marginación y el desempleo, según datos del INEGI (2000), y
proyección para el estado, del CONAPO (2006), se consideraba que en Tlaxcala 95.26%
de la población estaba ocupada y sólo 4.74% no, mientras que la situación salarial de
la actividad económica representa una fuerte presión para conseguir mejores ingresos
y, la migración, una oportunidad para lograrlo. De acuerdo con los resultados de la
información captada en las entrevistas de población emigrante en el estado, 41% de
esta población reafirmó que el problema de los bajos salarios fue la causa que los orilló
a emigrar –el promedio de ingreso que percibían antes de emigrar era de 700 pesos
semanales, el mínimo de ingreso que señalaron obtener fue de 260 y un máximo de 1,000
pesos a la semana, según los datos de la muestra–; otro grupo de familias entrevistadas
(22.5%) considera que sólo lo hace para mejorar las condiciones de vida, ya que con el
salario pagado es difícil aspirar a tener algo mejor, y 25% de la población consideró que
el problema es la dificultad de encontrar empleo, ya que no existe para la gente con bajo
nivel escolar (González, 2008).
Agrupándolos según rangos, se observa que los ingresos son inferiores en la población
dedicada a las actividades del campo, y principalmente en aquellos trabajadores que
migran con destino a Canadá.
Cuadro 1. Ingreso antes de migrar
Ingresos
País destino
Total
Estados Unidos
Canadá
1000-1500
12.9
35.9
28.4
1501-2000
9.7
31.3
24.2
2001-2500
9.7
9.4
9.5
2501-3000
32.3
7.8
15.8
3001-3500
16.1
10.9
12.6
3501-4000
19.4
4.7
9.5
Fuente: Elaboración propia, datos de campo en localidades de Tlaxcala, 2006
Podemos concluir que la difícil situación de los dos principales sectores productivos que
dan ocupación a la población –uno, el sector agropecuario basado fundamentalmente
en la agricultura, con las condiciones de economía campesina de cultivos básicos de
temporal, que se encuentra en total abandono con rentabilidad nula, y el otro, la actividad
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
industrial manufacturera intensiva en cuanto al trabajo, pero con baja remuneración
salarial– fungen como un factor expulsor de la mano de obra.
De los dos destinos de la migración internacional del estado de Tlaxcala, ambos casos
encuentran su explicación en la necesidad imperiosa de los migrantes por encontrar
mejores ingresos que los que reciben en su lugar de origen. En lo tocante a la migración
con destino a Canadá, los requisitos para ser trabajador temporal en este país están
ligados principalmente a la agricultura, mientras que la que se dirige a los Estados Unidos
está ligada a los sectores primario y secundario.
Indudablemente existen logros o cambios importantes en las familias migrantes, sobre
todo cuando el salario diferencial existente entre ambos países les permite a los trabajadores estar enviando remesas constantes a sus familiares, para cubrir sus necesidades
básicas de alimentación, vivienda, salud y educación. Es un hecho que ambas partes,
tanto los que se van como los que se quedan, sufren por la decisión: los que se quedan,
porque tienen que enfrentar los cambios que implica la falta del jefe de familia, quien es
el principal responsable de las decisiones que se toman en el hogar; los que se van, por el
alto nivel de depresión, temor-psicosis (a que los deporten), alcoholismo, como parte de
la soledad que ocasiona el estar lejos de la familia y, al llegar a su lugar de destino, sacan
esta gran represión a la que están sometidos ocasionando choques con la comunidad y
con las autoridades.
La relación entre los que están y los que se van con el tiempo se transforma en una
forma metalizada: “cuánto me envías, cuánto me quieres”, “no me envías, no me
quieres”, sin detenerse a pensar en las dificultades que enfrentan en el empleo y las
condiciones de vida en el extranjero. Se observa un proceso de desintegración familiar
ante la imposibilidad de estar regresando en forma periódica (tiempo promedio: 4 a 5
años para retornar al lugar de origen, en el caso de los migrantes que van a los Estados
Unidos), y se propicia que los que estén en el extranjero tengan doble trabajo o laboren
horas extras con la finalidad de mantener dicha relación. En realidad, del problema de la
desintegración familiar se sabe poco, porque se minimiza a partir del momento en que
los migrantes envían dinero y sus familias comienzan a tener mejores condiciones de
vida. Se habla también de la dificultad de poder llegar a su destino, y se deja a un lado
el largo peregrinaje por el que transitan para conseguir empleo, o se carece de un claro
diagnóstico de cuántos de ellos se dedican a actividades ilícitas, de la violación a sus
garantías individuales y de un sinnúmero de problemas que forman parte de su estancia
en el extranjero.
La migración de tlaxcaltecas a los Estados Unidos es un proceso cada vez más intenso, en
el que la forma de migrar es mediante las redes migratorias con el apoyo de los polleros
309
310
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
(100% de casos), estableciéndose en los lugares donde ya existen vínculos familiares,
alejados de la frontera, mientras que la migración a Canadá es la más estable, pero con
pocas posibilidades de que puedan incorporarse más trabajadores. El tipo de problemas
familiares es un tanto distinto, pero sigue acarreando las mismas consecuencias de estar
fuera del hogar, aunque ha sido una alternativa para mejorar sus condiciones de vida.
Las redes de familiares que radican en el lugar de arribo juegan un papel importante, ya
que son el eslabón más fuerte en el que se apoya el nuevo migrante; se complementa
con la ampliación de los nodos de la red, donde se señala que 97% de los entrevistados
cuenta con más de un amigo en el lugar donde radican en los Estados Unidos, 70%
considera que se trata de paisanos tlaxcaltecas, mientras que 30% son mexicanos o
latinos. El número de paisanos tlaxcaltecas en promedio que conocen, incluyendo la
familia, es alrededor de 30, aun cuando se frecuentan en promedio unas 20 personas
en promedio.
Esto permite, desde luego, brindar todo el apoyo necesario al nuevo migrante que se
va incorporando –así se muestra en la Figura 1–, pues se considera que no sólo recibe
el apoyo para migrar, sino que le sirve en gran medida como mecanismo de interacción
supliendo la familia que quedó en la comunidad de origen, aunque también los
apoyan para conseguir empleo y con los alimentos necesarios mientras se establece
laboralmente. Posteriormente se va integrando a las actividades colectivas y sociales
que imprimen un ritmo diferente y complementario a las establecidas personalmente.
Figura 1. ¿Qué apoyos recibió al migrar?
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Los programas concertados, y específicamente el que se tiene con Canadá, muestran
bondades y es importante seguir haciendo estudios de fondo, ya que representan una
opción viable para aquellas personas que no encuentran un empleo digno en nuestro
país y se ven en la necesidad de buscar empleo fuera de nuestras fronteras. Existen
referencias de los mismos trabajadores donde constatan los logros obtenidos y los
beneficios de lo que este programa ha aportado a la población tlaxcalteca. El número de
solicitantes va en aumento cada año; así, la demanda de los empleadores canadienses se
ve rebasada considerablemente y el número de rechazados es mayor, limitante que tiene
que ser cubierta buscando nuevas alternativas o convenios, con el mismo país y con los
Estados Unidos. Para ello es necesario revisar el Acuerdo de Libre Comercio (TLCAN), con
el fin de ampliarlo en la parte laboral.
Mucho se ha dicho de los aspectos negativos que están sucediendo con este programa
y quizá no se ha querido resaltar los beneficios que las familias han encontrado al
contar con este ingreso. Cabe señalar que las granjas canadienses están en los ojos de
muchos observadores, desde sindicatos independientes que han querido afiliar a estos
trabajadores, el Estado mexicano a través de sus oficinas consulares, la prensa crítica y
hasta los investigadores en México, y por eso no pueden cometer atropellos contra los
trabajadores tan fácilmente. Por supuesto que no faltan aquellos granjeros capitalistas
que sólo ven en el trabajador una ganancia y pierden el sentido humanista con el que
se le debe tratar, pero indudablemente eso también pasa con los patrones en México y
no es exclusivo de los canadienses. Sin embargo, es claro que el programa ha tenido sus
mejoras y que es necesario seguir pugnando para obtener mejores condiciones laborales
para los trabajadores mexicanos, y la representación la tienen, sin lugar a dudas, tanto
la Secretaría de Relaciones Exteriores a través de sus consulados como la Secretaría del
Trabajo en México.
Bibliografía
CONAPO (2006). Página electrónica www.conapo.gob.mx/mig_int/03.htm
INEGI (2000). XII Censo general de población y vivienda, México DF.
González Romo, Adrián (2008). Migración y pobreza: remesas, condiciones de vida y
trayectorias laborales de migrantes tlaxcaltecas en Estados Unidos y Canadá. El Colegio de
Tlaxcala, AC. ISBN 978-970-9871-25-8
311
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ANÁLISIS ESPACIO-TEMPORAL DE LOS
CONTAMINANTES
DEL RÍO ZAHUAPAN,
1
TLAXCALA
Dr. Juan Suárez Sánchez,2 Hipólito Muñoz Nava, Saturnino Orozco Flores,3 Gerardo
Sánchez Torres Esqueda,4 Walter Ritter Ortiz,5 Johannes C. van der Wal,6 Juan María
Treviño Trujillo,7 Pedro Rafael Valencia Quintana8
Introducción
El río Zahuapan es el principal caudal del Estado de Tlaxcala. Hasta hace algunos años era
posible disfrutar de su paisaje, de sus aguas limpias adecuadas para la recreación. En sus
aguas se desarrollaba una gran diversidad de organismos –peces, crustáceos, anfibios,
entre otros. El incremento de la industria, el mal manejo de las actividades agropecuarias
y el crecimiento demográfico en el estado han contribuido de manera determinante a la
contaminación de tan importante cauce, al grado de que, en la actualidad, el río funciona
como canal de desagüe, transportando gran cantidad del agua utilizada por la industria,
los municipios y la agricultura. Esto ha ocasionado que el río tenga un alto grado de
1
Proyecto FOMIX: TLAX-2004-C03-27
Monto aprobado: $557,000.00
Aportaciones concurrentes: $36,000.00
Monto total: $593,000.00
2 Responsable
3 Ambos
4 De
Técnico del Proyecto. Facultad de Agrobiología, Universidad Autónoma de Tlaxcala.
del CICB-UAT.
la Universidad Autónoma de Tamaulipas.
5 Del
Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM.
6 Del
Colegio de la Frontera Sur.
7 De
la Universidad Autónoma de Tamaulipas.
8 CUGyA-UAT.
313
314
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
contaminación que impide el desarrollo de gran variedad de organismos, además de los
riesgos para la salud humana que esto representa, ya que en la parte sur del estado de
todos modos su agua es utilizada para la irrigación de cultivos, como los de hortalizas.
Las autoridades federales, estatales y municipales han reconocido este grave pro­
blema y han realizado acciones encaminadas al saneamiento de tan importante río,
pero no se han reflejado en un mejoramiento palpable de la calidad de su agua. Para
lograr el saneamiento de este río, optimizando tiempo y costos, es necesario contar
con herramientas que permitan determinar las acciones y el orden en el que éstas se
deberán desarrollar.
Así, ante el grave problema de contaminación del río Zahuapan es necesario tomar
medidas que permitan recuperar la calidad de su agua. Debido a que los proceso de
contaminación y, por ende, de recuperación se dan en largos periodos de tiempo (años o
décadas), cualquier acción orientada a lograr el objetivo de recuperar la calidad del agua,
tendrá efecto también a mediano y largo plazos. Por ello, es necesario contar con una
herramienta que permita evaluar el impacto de las propuestas a corto, mediano y largo
plazos para la recuperación de la calidad del agua del río.
El estudio de los problemas ambientales tales como la contaminación del río Zahuapan,
generalmente se han abordado desde la perspectiva disciplinar, teniendo como
resultado poco impacto en su solución. En las últimas décadas se han desarrollado
metodologías con un enfoque holístico para el estudio de problemas de este tipo. Tal es
el caso del análisis de sistemas y simulación. Este enfoque ha funcionado principalmente
en el estudio de sistemas donde se tiene poca información y donde las metodologías
tradicionales de optimización no han tenido éxito. Consiste en realizar modelos de
simulación del sistema, y después experimentar en los modelos las diferentes acciones
de solución, identificando los puntos de palanca en el modelo y utilizándolos para incidir
en ellos, para así poder influir en el comportamiento del sistema.
En este proyecto se elaboró un modelo de simulación espacio-temporal de la dinámica
del ciclo hidrológico en la subcuenca del río Zahuapan, utilizando el programa WEAP
(Water Evaluation And Planning System). Con este modelo se generaron escenarios de
la dinámica espacio-temporal de materia orgánica en el río y la disponibilidad de agua
en la subcuenca.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Diagnóstico de la problemática ambiental y propuestas de alternativas para el manejo
integral de recursos naturales en Tlaxcala.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Objetivo general
Desarrollar un modelo de simulación de la dinámica espacio-temporal de los
contaminantes del río Zahuapan para la región de Tlaxcala, que permita generar la
información necesaria para la toma de decisiones en las alternativas de solución para el
saneamiento de este río.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Para la elaboración del modelo se utilizó la información sobre la delimitación de la
subcuenca del río Zahuapan y sus 110 microcuencas, se analizaron los tributarios de este
río y se seleccionaron los 10 más importantes, tomando en cuenta su caudal y área de
influencia. Con base en esto se definieron diez unidades espaciales de trabajo (Figura 1).
Para cada unidad de trabajo se investigaron las siguientes características: área, población,
usos de suelo, cubierta vegetal, precipitación pluvial, gasto de agua por actividad
económica, evapotranspiración, caudal del río Zahuapan y escurrimiento. Así, también,
para cada unidad de trabajo se tomaron y analizaron muestras de calidad del agua del río
cada 28 días durante un año, a partir del mes de septiembre de 2006.
Figura 1. Unidades de trabajo de la
cuenca del río Zahuapan, Tlaxcala
Figura 2. Estructura básica del modelo de
simulación de la disponibilidad de agua
315
316
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La estructura espacial del modelo se elaboró en WEAP21, representando un tramo de río
(river) delimitado para cada unidad de trabajo. Se incorporaron dos sitios de demanda de
agua (demand site): uno para la población y otro para la producción agrícola de riego. Es
importante señalar que en esta zona la población utiliza agua subterránea para satisfacer
sus demandas, y para la agricultura de riego emplea agua del río. Por eso, la demanda
de agua de la población se conectó mediante una liga (link) a un pozo (groundwater), y
la demanda de agua para la agricultura de riego se conectó mediante una liga (link) al
río. En el modelo, el agua usada por el sitio de demanda de la población regresa al río a
través de un flujo de retorno, debido a que es común que las poblaciones viertan su agua
residual directamente al río o a barrancas que finalmente llegan al cauce del mismo. Por
otro lado, del agua utilizada por el sitio de demanda de la agricultura de riego, parte se
infiltra al acuífero mediante un flujo de retorno. En esta zona no existe un manejo ade­
cuado del agua para riego; la forma tradicional para realizar esta actividad agrícola es mediante agua rodada, por lo que existen pérdidas por evapotranpiración e infiltración. Los
procesos de precipitación pluvial, escurrimiento, evapotranspiración e infiltración se re­
presentaron mediante un nodo (catchment) y se utilizó el método de lluvia-escurrimiento
para el cálculo de estos procesos (Figura 2).
Los tramos de río de cada unidad de trabajo se unieron para representar en su totalidad
al río Zahuapan. Dentro de cada unidad de trabajo, el trazo del río se realizó en el sentido
de la corriente. El trazo total del río se realizó de la unidad de trabajo más baja (Zacatelco)
a la más alta (El Pardo) (Figura 3).
En la unidad de trabajo Atlangatepec se encuentra ubicada la presa con el mismo nombre;
el funcionamiento de esta obra hidráulica se representó mediante un nodo (reservoir).
Para las variables de estado, disponibilidad de agua en la subcuenca y concentración de
materia orgánica en el río, se generaron escenarios a 5 y 10 años. Para la disponibilidad
de agua se consideraron el impacto de dos aspectos, el crecimiento poblacional y el
Cambio Climático Global (CCG). En relación con el crecimiento poblacional se utilizó la
información sobre las tasas de crecimiento de todos los centros de población que se encuentran en cada unidad de trabajo, publicados por el INEGI (2005) (Tabla 1), bajo el supuesto de que se mantendrá constante el comportamiento del crecimiento poblacional
durante el periodo de simulación. Así mismo, se generaron proyecciones para el mismo
periodo de simulación de la precipitación pluvial, ante el cambio climático global, utilizando el Modelo PRECIS (Providing Regional Climates for Impact Studies). Este sistema
de modelado climático regional fue desarrollado por el Hadley Center de la Oficina de
Meteorología del Reino Unido (PRECIS, 2008). Para la concentración de materia orgánica
en el río se consideró únicamente el crecimiento poblacional.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Figura 3. Modelo conceptual para la simulación de la disponibilidad de agua en
la subcuenca del río Zahuapan, Tlaxcala
Tabla 1. Tasa de crecimiento de las poblaciones de cada unidad de trabajo de la
subcuenca del río Zahuapan, Tlaxcala. Año base 2005. (INEGI, 2005)
Unidad de trabajo
Tasa de crecimiento
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1.3
0.1
4.6
1.4
2.3
2.0
1.7
2.4
2.9
1.6
317
318
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Tabla 2. Área, población y densidad de las unidades de trabajo en la subcuenca del
Río Zahuapan, Tlaxcala, México
Unidad de trabajo
Área (Km2)
Población (habitantes)
Densidad (hab/Km2)
1
142.335
17,873
125.6
2
281.903
7,115
25.2
3
358.614
88,915
247.9
4
53.593
8,833
164.8
5
74.886
82,621
1,103.3
6
23.158
3,420
147.7
7
117.159
108,400
925.2
8
73.540
72,441
985.1
9
250.123
73,125
292.3
10
173.310
108,241
624.5
Para cada unidad de trabajo, el consumo anual de agua por la población se infirió del
número de habitantes (Tabla 2), considerando una tasa de uso de agua igual a 109.5 m3
hab-1 año-1 (Ambientum, 2006; Hoekstra y Chapagain, 2007), tomando en cuenta una
variación mensual de tipo normal, con su máximo en la época primavera-verano y con
una pérdida del sistema de 70%. La demanda anual de agua por la actividad agrícola
se representó por el área (Tabla 3) y la tasa de uso de 193.25 m3 Ha-1 año-1 (Halfacre y
Barden, 1992), considerando una variación mensual de tipo normal, con su máximo en
las épocas de otoño-invierno y con una pérdida del sistema de 70%.
Los usos de suelo en las unidades de trabajo (catchment) se representaron por su área,
de acuerdo con la información contenida en las cartas digitales escala 1: 50 000 (INEGI,
2005) (Tabla 3). El coeficiente de cultivo (Kc) se obtuvo de las tablas publicadas por la
FAO (1990) (Tabla 4). Los datos mensuales promedio de la precipitación pluvial se obtuvieron de los registros de cuatro estaciones climatológicas de la red de la CONAGUATLAXCALA, distribuidas dentro de la subcuenca. La evapotranspiración potencial se calculó por el método de Thornwithe (Torres, 1995), utilizando la temperatura promedio
mensual (Tabla 5).
La precipitación efectiva para suelos erosionados y poblados fue de 5%; para el área agrícola, 15%; para pastizal, chaparral y pradera, 25%; y para bosque, de 30% (Díaz, 2005). La
producción potencial para los diferentes tipos de cubierta vegetal fue de 100 Kg Ha-1 para
el suelo erosionado, 4 300 Kg Ha-1 para las áreas agrícolas, 5 555.55 Ha-1 para pradera,
pastizal y chaparral, y 11 960 Kg Ha-1 para bosque (Odum, 1998).
319
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Tabla 3. Uso de suelo en cada unidad de trabajo de la subcuenca del Río Zahuapan,
Tlaxcala, México
Unidad de
trabajo
Agricultura
temporal (Km2)
Agricultura
riego Km2)
Erosión
(Km2)
Bosque
(Km2)
Pastizal
(Km2)
Pradera
(Km2)
Chaparral
(Km2)
1
65.142
0
14.7
53.874
0
0
0
2
190.828
34.364
25.519
8.799
21.766
0
0
3
254.647
14.081
24.439
33.745
18.239
0.0770
13.365
4
36.456
0
17.137
0
0
0
0
5
51.933
0.000016
20.501
0
0
0
2.452
6
19.576
0
1.847
1.735
0
0
0
7
75.871
0
9.805
21.874
1.647
0.7094
7.252
8
38.188
0
4.586
24.774
0
0
5.991
9
167.571
13.5
28.189
21.817
11.514
0
7.503
10
116.398
31.302
11.142
7.384
6.412
0.4920
0
Total
1016.610
93.247
157.865
174.002
59.578
1.2784
36.563
Tabla 4. Coeficiente del cultivo (Kc) para los diferentes usos de suelo de la subcuenca del río
Zahuapan (FAO, 1990)
Uso del suelo
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Pastizal, chaparral y
pradera
0
0
0
0
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0
0
0
Bosque
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
Agrícola
0
0
0
0
0
1.2
1.2
0.6
0
0
0
0
Erosionado
0
0
0
0
0
0.1
0.1
0.1
0
0
0
0
Tabla 5. Evapotranspiración potencial (mm) para las unidades de trabajo de la subcuenca del río
Zahuapan. Calculada por el método de Thornwithe (Torres, 1995)
Unidad de trabajo
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
1
4.2
4.8
5.9
6.7
6.9
6.6
5.9
5.9
5.9
5.4
4.8
4.5
2
3.8
4.2
5.4
6.3
6.7
6.5
5.9
5.9
5.9
5.2
4.4
3.9
3, 4 y 5
3.8
4.4
5.5
6.3
6.8
6.5
6.1
6.2
6.2
5.5
4.7
4.1
6, 7, 8 y 9
3.9
4.6
5.8
6.8
7.5
7.4
6.8
6.9
6.7
6.2
5.1
4.3
10
3.9
4.6
5.8
6.8
7.5
7.4
6.8
6.9
6.7
6.2
5.1
4.3
Se consideró la existencia de un solo acuífero en toda la subcuenca (Castillo, 2006) con
almacenamiento inicial desconocido, capacidad de almacenamiento y máxima extracción ilimitadas.
320
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Productos entregados
•
•
•
•
•
•
•
•
Una tesis de licenciatura: “Simulación de la disponibilidad de agua y su contaminación
por materia orgánica en la subcuenca del río Zahuapan, Tlaxcala”.
Una tesis de maestría: “Evaluación y planificación del recurso agua en la subcuenca
del río Zahuapan, Tlaxcala”.
Una publicación: Suárez et al. (2008). “Impacto del cambio climático global en la
disponibilidad de agua en la subcuenca del río Zahuapan, Tlaxcala, México”. Avances
en Recursos Hídricos. Núm. 17: 25-32. Universidad Nacional de Colombia.
Un manual para la transferencia de la metodología y sus resultados a los usuarios
del proyecto.
Un libro: Suárez et al. (2009). Manejo Integrado de Cuencas Hidrológicas: Delimitación
de cuencas y modelos de simulación de balance de agua. Universidad Autónoma de
Tlaxcala. México. 70 pp.
3 presentaciones en Congresos Regionales
3 presentaciones en Congresos Nacionales
1 presentación en Congreso Internacional
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
En la subcuenca del Zahuapan se captan en promedio 779.6 millones de m3 año-1 de agua
de lluvia. Los escurrimientos en el norte son mayores que en el sur.
La demanda de agua por uso doméstico y agricultura de riego es de 40.2 millones de m3
año-1. Debido a que en el sur de la subcuenca se asienta la mayor parte de la población y
se practica la agricultura de riego, esta área demanda 88% del total.
Las regiones centro y sur de la subcuenca son las que presentan las mayores descargas
de materia orgánica, destacando la unidad de trabajo donde se ubica la ciudad capital,
debido a que en esta región es donde se encuentra la mayor parte de la población de
la subcuenca.
De continuar los mismos patrones de comportamiento en el uso de agua (doméstico y
agrícola) y crecimiento poblacional, en la subcuenca bajo estudio se espera a 10 años
que:
•
La precipitación pluvial anual disminuya en un orden de 6% con respecto al año base
del modelo (2005), lo cual representa una reducción de la captación de agua en la
subcuenca de 44.5 millones m3 año-1 aproximadamente.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
•
La demanda de agua se incremente en un orden de 25.4% con respecto al año base,
equivalente a 10.2 millones de m3 año-1.
El almacenamiento en el acuífero disminuya en un orden de 13.8% con respecto al
año base, lo cual representa 44.4 millones m3 año-1 aproximadamente. Es importante
señalar que la reducción en el almacenamiento del acuífero es el resultado del
efecto combinado del incremento en la demanda de agua y la disminución de la
precipitación pluvial.
El valor de la disponibilidad de agua per cápita pase de 1 165.34 a 873.77 m3 hab-1
año-1, lo que representa una disminución de 25%, lo que ubicará a esta subcuenca
en estrés hídrico.
Las descargas de materia orgánica al río se incrementarán 60%.
De acuerdo con estas conclusiones, es evidente la necesidad de emprender acciones orien­
tadas hacia el manejo sostenible de esta subcuenca, basadas en investigaciones científicas,
que permitan la preservación del recurso hídrico.
Los resultados obtenidos en este proyecto, plasmados en los productos entregados,
contribuyen con bases teóricas y metodológicas para el manejo integrado del recurso
agua en la subcuenca del río Zahuapan. Identifican, modelan y simulan la dinámica de la
materia orgánica, principal contaminante del río, y también identifican otra problemática
igual de importante que es la disponibilidad de agua. El modelo generado será una
herramienta útil para la toma de decisiones en el saneamiento del río Zahuapan y para la
mayoría de las acciones que incorporan al recurso agua como uno de sus componentes.
Los resultados, metodologías y bases teóricas fueron transferidos mediante conferencias,
curso-taller y manual de usuario del modelo a los usuarios (Coordinación General de
Ecología del Estado de Tlaxcala y SEMARNAT Delegación Federal Tlaxcala) e interesados
en su aplicación.
Referencias bibliográficas
Ambientum (2006). “El consumo de agua en porcentajes”. En [http://www.ambientum.
com/revista/index.htm]. Consultada en septiembre de 2007.
Castillo (2006). “El Agua En Tlaxcala”. I Congreso Nacional de Medio Ambiente. Tlaxcala,
México. Conferencia.
Díaz, F.E. (2005). “Interceptación pluvial por plantaciones de Pinnus michoacana, encinar
y pastizal en la zona baja de la cuenca”. Tesis Maestría. Universidad Michoacana de San
Nicolás de Hidalgo. 100 pp.
321
322
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
FAO (1990). “Evapotranspiración del cultivo. Guías para la determinación de los
requerimientos de agua de los cultivos”. En [http://www.fao.org/]. Consultado en
septiembre de 2007.
Halfacre y Barden (1992). Horticultura. AGT Editor S. A. 727 pp.
Hoekstra, A. Y. Y A. K. Chapagain (2007). “Water footprints of nations: Water use by people as a function of their consumption pattern”. Water Resource Manage. 21:35-48
INEGI (2005). Censo población. En [http://www.inegi.gob.mx/]. Consultado en septiembre de 2007.
Odum E. P. y F. O. Sarmiento (1998). Ecología. El puente entre ciencia y sociedad. México,
McGraw-Hill Interamericana,.
PRECIS (2007). Modelo climático regional HadRCM. En [http://precis.insmet.cu/PrecisCaribe.htm]. Consultado en septiembre de 2007.
Torres, R. E. (1995). Agrometeorología. México, Trillas. 154 pp.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
VERACRUZ
323
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
EVALUACIÓN DEL RIESGO PARA LA
TRUTICULTURA 1DE LA INFECCIÓN POR
GYRODACTYLUS
Dr. Miguel Rubio Godoy2
Introducción
Los gusanos del género Gyrodactylus (Platyhelminthes: Monogenea) son parásitos de la
piel y las branquias de peces marinos y de agua dulce. Su ciclo de vida involucra únicamente
a un hospedero. Casi todos los Gyrodactylus son vivíparos; es decir, los parásitos adultos
dan a luz a gusanos jóvenes, sin producir larvas infectivas. Otra particularidad de los
gyrodactílidos es que un organismo puede representar 3 generaciones: de manera
similar a las muñecas rusas –matrioshkas–, un Gyrodactylus adulto puede contener a una
hija en el útero, y ésta, a su vez, a una nieta (Bakke, T.A. et al., 2007). Estas características
permiten que las poblaciones de gyrodactílidos aumenten de manera casi exponencial
bajo las condiciones adecuadas. La transmisión de los gyrodactílidos depende
principalmente del contacto entre hospederos, aunque los parásitos también pueden
invadir nuevos hospederos al dejarse llevar por las corrientes de agua o quedándose
suspendidos en la superficie del líquido, y pueden permanecer viables e infectivos
1 Proyecto
FOMIX: VER-2006-01-32679
Monto aprobado y total: $181,453.18
2 Del
Instituto de Ecología, AC.
325
326
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
algunos días sobre hospederos muertos. Una consecuencia de este sencillo ciclo de vida
que involucra a un solo hospedero es que los monogéneos se reproducen fácilmente en
ambientes artificiales, como los acuarios y las granjas acuícolas, en ocasiones abrumando
y matando a sus hospederos (Buchmann, K. et al., 2004; Rubio-Godoy, M., 2007; Woo,
P.T.K., 2006). Se conocen tres especies de Gyrodactylus particularmente patogénicas: G.
salaris, un parásito de peces salmónidos que afecta seriamente la industria noruega del
salmón y cuya presencia obligatoriamente se tiene que reportar en la mayor parte de
Europa; G. salmonis, una especie problemática que infecta salmónidos en Norteamérica;
y G. cichlidarum, un patógeno de la tilapia.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Mejoramiento de la actividad pesquera y de acuacultura.
Objetivo general
El objetivo central de este proyecto de investigación era evaluar el riesgo que podría
representar la infección por Gyrodactylus para una importante actividad económica en
la región aledaña a Xalapa, la acuacultura de trucha arco iris (truticultura). Para hacer
esta evaluación, nos planteamos las siguientes preguntas puntuales: ¿Hay Gyrodactylus
patogénicos en las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) cultivadas en Veracruz? Las
truchas ferales, escapadas de las granjas, ¿pueden servir de vectores de transmisión de
Gyrodactylus entre piscifactorías? ¿Tienen infecciones de Gyrodactylus los peces silvestres
que viven en los ríos que alimentan a las granjas trutícolas? ¿Pueden los parásitos de los
peces silvestres infectar a las truchas cultivadas? Durante la primera etapa del proyecto
respondimos estas preguntas y llegamos a la conclusión de que la truticultura no corría
gran riesgo de infección por Gyrodactylus. En resumen, encontramos que las truchas
veracruzanas, tanto cultivadas como ferales, son hospederos de una nueva cepa de
Gyrodactylus salmonis, misma que difiere morfológica y molecularmente de G. salmonis
descrito en Canadá y los Estados Unidos. No consideramos que esta variante de G.
salmonis sea muy patogénica. Además, determinamos que, en las poblaciones de truchas
ferales, la carga parasitaria es baja (baja prevalencia de infección y abundancia promedio
de ca. 1 gusano/pez), por lo que el riesgo de que funjan como vectores de parásitos entre
granjas es mínimo. Por otro lado, encontramos que los gyrodactílidos que infectan a los
peces silvestres también ocurren en números bastante bajos y, crucialmente, no pueden
infectar a las truchas. Habiendo respondido esta pregunta fundamental del proyecto, y
con todavía mucho tiempo por delante, con gusto seguimos la recomendación que nos
hicieron los revisores del primer informe técnico, de ampliar el alcance del proyecto
tanto en el número de cuencas como de especies de peces estudiadas.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
Durante la continuación del proyecto estudiamos los gyrodactílidos de dos tipos de
peces, uno de importancia económica, el otro de relevancia básica. En primera instancia,
estudiamos a las tilapias (peces del género Oreochromis), especies muy importantes
para la economía veracruzana y nacional –la tilapia es el principal producto en escama
de la acuacultura mexicana. Desde una perspectiva básica, estudiamos los parásitos de
peces silvestres en las cuencas de los ríos La Antigua y Nautla, ambas en Veracruz, y
del río Moctezuma, en Hidalgo y Querétaro. En ambas vertientes del estudio obtuvimos
resultados interesantes, que se esbozan a continuación.
Encontramos que Gyrodactylus cichlidarum infecta a diferentes tipos de tilapia cultivados
en Veracruz, incluyendo la tilapia nilótica, Oreochromis niloticus, la tilapia mosámbica,
Oreochromis mossambicus, y diferentes híbridos. En colaboración con colegas del área
de acuacultura del Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Ganadería Tropical
(CEIEGT) de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM, localizado en
Martínez de la Torre, Ver., durante un año estudiamos los cambios de abundancia de
G. cichlidarum en cuatro grupos genéticos de tilapia. Encontramos evidencia de que los
peces son capaces de desarrollar respuestas inmunitarias localizadas contra los parásitos,
pero que éstos pueden evadirlas al migrar sobre la superficie del pez –estos resultados
los presentamos en distintas reuniones científicas nacionales e internacionales, y en un
artículo que actualmente está en revisión por pares en la revista Veterinary Parasitology.
Además, estos hallazgos sirvieron de punto de partida de investigaciones encaminadas
a caracterizar la respuesta inmune de los peces contra los gyrodactílidos, y a intentar
desarrollar métodos de inmunización contra éstos.
Por la vertiente de investigación básica, este estudio aportó conocimiento valioso
sobre los gyrodactílidos, un género de monogéneos del que hay muy poca información
en el país –sólo se habían registrado cinco especies de estos parásitos en México: G.
elegans (un complejo de especies en estado de confusión taxonómica), G. neotropicalis,
G. niloticus (que recientemente se demostró es una mala identificación y un sinónimo
junior de G. cichlidarum; García-Vásquez et al., 2007), G. mexicanus y G. lamothei. La
parte taxonómica del trabajo se llevó a cabo en colaboración con el Dr. Andrew Shinn,
de la Universidad de Stirling, Gran Bretaña, una de las autoridades mundiales en
taxonomía de gyrodactílidos. En este proyecto, aparte de determinar que G. cichlidarum
ocurre en tilapias cultivadas en México, encontramos que G. bullatarudis está presente
en el topote del Atlántico, Poecilia mexicana. La confirmación de la presencia de G.
cichlidarum en tilapias cultivadas en Veracruz forma parte de un artículo sobre la
distribución global de este parásito, publicado en Acta Parasitológica. Finalmente,
327
328
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
encontramos 3 nuevas especies de Gyrodactylus: G. xalapensis n.sp. que infecta al
guatopote manchado, Heterandria bimaculata; G. jarocho n.sp. que infecta al pez cola
de espada verde, Xiphophorus hellerii; y G.tomahuac n.sp. que infecta al tiro, Goodea
atripinnis –la descripción formal de las dos especies de parásitos de los peces poecíliidos
(guatopote y cola de espada) apareció en un artículo en Zootaxa; Estamos a punto de
terminar la descripción tanto morfológica como molecular de la variante G. salmonis
que colectamos de truchas arco iris en Veracruz, misma que someteremos a Veterinary
Parasitology. Depositamos especímenes de todos los gyrodactílidos que encontramos
y describimos en la Colección Nacional de Helmintos, del Instituto de Biología de la
Universidad Nacional Autónoma de México. Estos depósitos, registros y descripciones
de gyrodactílidos en el país constituyen una aportación relevante, pues aumentan a
12 el número de especies de Gyrodactylus reportadas en México. También se pretende
continuar el trabajo en esta rama de investigación básica.
Durante el proyecto, mi alumno de licenciatura, Emanuel Mimila Herrera, estudió la
ecología básica de G. xalapensis infectando al guatopote manchado, H. bimaculata. El
estudio pretendía determinar dos cuestiones potencialmente relevantes para la acuacultura: si las cargas parasitarias presentaban cambios estacionales, y si la infección dañaba
a los peces. Con base en muestreos mensuales obtenidos en el río Pixquiac durante un
lapso de 18 meses, obtuvimos evidencia significativa de que la temperatura es el principal factor abiótico que controla la abundancia de G. xalapensis en los peces silvestres
estudiados. Para corroborar el efecto de la temperatura sobre la dinámica poblacional de
los parásitos, se hicieron infecciones experimentales a distintas temperaturas controladas. Se confirmó que, a mayor temperatura, mayores abundancias hay de G. xalapensis,
y también se determinó que a mayor intensidad de infección, hay mayor mortalidad
de hospederos. Estos resultados forman la base de la tesis de licenciatura de Emanuel,
quien obtuvo el grado de biólogo en 2010 –los datos se emplearán después para elaborar un artículo científico.
Como parte del proyecto, en colaboración con el CEIEGT y el Acuario de Veracruz, estudiamos los parásitos que podrían afectar a las tilapias cultivadas en agua marina. Encontramos que otro parásito monogéneo, Neobenedenia sp., infecta a los peces expuestos
al agua salada y los mata en 2-3 semanas. Intentamos vacunar a los peces contra el
parásito, pero la inmunización no los protegió. Sin embargo, el estudio nos permitió determinar tanto la dinámica de la infección con Neobenedenia sp., como los efectos de la
misma sobre las tilapias. Los resultados de esta investigación están en prensa en Diseases
of Aquatic Organisms.
Finalmente, uno de los objetivos del proyecto era aportar conocimiento práctico a los
acuacultores veracruzanos y nacionales. Para lograr este objetivo, interactuamos con
investigadores y productores de tilapia, principalmente. En mi laboratorio probamos
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
diferentes regímenes de tratamiento para eliminar las infestaciones de Gyrodactylus
en peces, y encontramos dos que funcionan adecuadamente. Las infecciones leves
se pueden tratar con baños de sal. Para las infestaciones severas, se encontró que un
tratamiento de duración mediana con dosis bajas de formol, repetido en 2-3 ocasiones,
es suficiente para eliminar a los parásitos, sin dañar demasiado a los peces. El tratamiento
con formol se probó en el laboratorio con truchas arco iris, tilapias, guatopotes y peces
cola de espada verdes, y en todos los casos funcionó. Posteriormente, se probó el
tratamiento en el campo, en el CEIEGT, piscifactorías y el Acuario de Veracruz. Habiendo
probado la eficacia del protocolo de tratamiento de peces, se incorporó al folleto de
divulgación para acuacultores preparado durante la última etapa del proyecto. Se trata
de un documento que explica la biología de Gyrodactylus, su capacidad de dañar peces
y la sintomatología que presentan los mismos, así como los métodos para diagnosticar y
tratar las infecciones en las piscifactorías –en primera instancia, este folleto se distribuyó
entre acuacultores del estado y dependencias de la administración estatal, con lo que se
esperaba maximizar el impacto y la utilidad del estudio científico.
Productos entregados
A. Artículos científicos
Artículos publicados:
1. Rubio-Godoy, M., Paladini, G., García-Vásquez, A. & Shinn, A.P. (2010) “Gyrodactylus jarocho sp. nov. and Gyrodactylus xalapensis sp. nov. (Platyhelmin­
thes: Monogenea) from Mexican poeciliids (Teleostei: Cyprinodontiformes),
with comments on the known gyrodactylid fauna infecting poeciliid fish”. Zootaxa 2509, 1-29.
2. García-Vásquez, A., Hansen, H., Christison, K.W., Rubio-Godoy, M., Bron, J.E.
& Shinn, A.P. (2010) “Gyrodactylids (Gyrodactylidae, Monogenea) infecting
Oreochromis niloticus niloticus (L.) and Oreochromis mossambicus (Peters)
(Cichlidae): A pan-global survey”. Acta Parasitológica 55, 215-229.
Artículo en prensa:
3. Rubio-Godoy, M., Montiel-Leyva, A. & Martínez-Hernández J.A. (2011) “Comparative susceptibility of two different genetic types of tilapia to Neobenedenia
sp. (Monogenea)”. Diseases of Aquatic Organisms, en prensa.
Artículos sometidos:
4. Rubio-Godoy, M., Muñoz-Córdova, G., Garduño-Lugo, M., Salazar-Ulloa, M. &
Mercado-Vidal, G. “Microhabitat use, not temperature, regulates intensity of
Gyrodactylus cichlidarum long-term infection in tilapia - are parasites avoiding
competition or immunity?”. Veterinary Parasitology
329
330
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Artículos en preparación:
5. Rubio-Godoy, M., Paladini, G., Freeman, M.A., García-Vásquez, A. & Shinn, A.P.
“Des­cription of a new strain of Gyrodactylus salmonis (Platyhelminthes, Monogenea) collected in Mexico from rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum): Morphological and molecular characterization”.
6. Mimila-Herrera, E. & Rubio-Godoy, M. “Temperature regulates abundance of
Gyrodactylus xalapensis (Monogenea) infection in the twospot livebearer, Hete­
randria bimaculata – field and lab results”.
7. Rubio-Godoy, M., Paladini, G., García-Vásquez, A., & Shinn, A.P. “Description
of two new species of Gyrodactylus von Nordmann, 1832 (Monogenea) from
Mexican goodeid fishes (Goodeidae)”.
B. Presentaciones en reuniones científicas
Presentaciones en congresos
1. Rubio-Godoy, M., Muñoz-Córdova, G., Garduño-Lugo, M., Mercado-Vidal, G. y
Salazar-Ulloa, M. “Gyrodactylus infection in 4 genetic types of tilapia cultured in
Veracruz, México”. First North American Parasitology Congress, Mérida, Yucatán. 21-25 junio 2007.
2. Rubio-Godoy, M., Muñoz-Córdova, G., Garduño-Lugo, M., Mercado-Vidal, G.
y Salazar-Ulloa, M. “Gyrodactylus sp. infection in four genetic types of tilapia
farmed in Veracruz, México”. 7th International Symposium on Fish Parasites,
Viterbo, Italia. 24-28 septiembre 2007.
Presentación en simposio
3. Rubio-Godoy, M., Muñoz-Córdova, G., Garduño-Lugo, M., Mercado-Vidal, G.
y Salazar-Ulloa, M. “Comparación de la infección por Gyrodactylus cichlidarum
en cuatro grupos genéticos de tilapia cultivados en la zona centro-norte de
Veracruz”. XXI Reunión Científica-Tecnológica Forestal y Agropecuaria del
Trópico Mexicano, Orizaba-Córdoba, 13-14 noviembre 2008.
C. Tesis
1. Mimila Herrera, Emanuel. Tesis “Efecto de la temperatura del agua sobre la
infección con Gyrodactylus xalapensis (Monogenea) en el poecílido Heterandria
bimaculata (Heckel, 1848). Estudios de campo y laboratorio”. Licenciatura en
Biología, Facultad de Biología, Universidad Veracruzana.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
D. Folleto de divulgación para acuacultores
1. Infecciones de peces con Gyrodactylus - Identificación, tratamiento y prevención.
Miguel Rubio-Godoy, Instituto de Ecología, A.C.
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
El proyecto de investigación propuesto inicialmente consistía en evaluar el posible
impacto que podría tener la infección por Gyrodactylus sobre el cultivo de trucha arco iris.
Como se mencionó en incisos previos, los objetivos centrales del estudio se cumplieron
en la primera etapa: se identificaron los gyrodactílidos que infectan a las truchas arco
iris en Veracruz, y se descartó que estos parásitos representen un gran peligro para la
truticultura. Aprovecho esta oportunidad para agradecerle al CONACYT la flexibilidad
y visión para permitirme modificar el proyecto ya echado a andar; la desviación con
331
332
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
respecto al protocolo aprobado representó más una adición a los alcances del mismo,
que una modificación que no permitiese alcanzar los objetivos centrales del estudio. Y
cabe destacar que el mayor impacto en término de productos del proyecto se obtuvo
a raíz de esta desviación, pues la detección de G. cichlidarum en tilapias cultivadas y el
estudio de su dinámica poblacional, así como la descripción taxonómica de las nuevas
especies de Gyrodactylus encontradas en peces silvestres, permitieron la elaboración de
manuscritos científicos.
Aparte de la información científica básica generada en el proyecto, probamos tratamientos eficientes y adecuados para controlar infecciones de Gyrodactylus en las granjas acuícolas del país. Antes de este estudio, los productores veracruzanos con los que interactuamos utilizaban baños de formol concentrados para eliminar infestaciones con estos
parásitos. Estos tratamientos, si bien controlaban las infecciones, eran muy agresivos
con los peces y no era raro que se perdieran animales después de los mismos. Durante
este estudio determinamos que para eliminar algunas infecciones leves de Gyrodactylus
es eficiente un baño de sal, que es un tratamiento muy sencillo, no tóxico, y que no
afecta a los peces. Si las infecciones persisten tras el baño de sal, probamos un baño
de formol bastante diluido pero prolongado, que afecta más al parásito que al pez. Ambos tratamientos se probaron en granjas experimentales y productivas en el estado, y
se comprobó su eficacia. En estos establecimientos ahora se utiliza rutinariamente este
tratamiento de formol para controlar infestaciones con Gyrodactylus, y esto ha repercutido en menor mortalidad de peces tratados. Mediante el folleto de divulgación preparado durante este proyecto e impreso con apoyo de FOMIX, se espera replicar esta
experiencia en un número mucho mayor de piscifactorías, no sólo de Veracruz, sino del
resto del país.
En el folleto de divulgación para acuacultores, además del tratamiento, se especifica
claramente todo lo que los productores acuícolas deben saber para identificar, tratar
y prevenir infecciones por Gyrodactylus en sus animales. Dicho sea de paso, aunque el
folleto se refiere en particular a los gyrodactílidos, de implementarse las recomendaciones
de manejo propuestas en éste (como la sugerencia de poner en cuarentena a los peces
nuevos antes de meterlos a los estanques de la granja; o la necesidad de mantener limpios
los estanques y verificar la calidad del agua, etc.), no sólo se evitarán infecciones con
Gyrodactylus, sino que también con otros patógenos de peces. El folleto se distribuyó en
dos eventos importantes: el tradicional día del ganadero en el CEIEGT, efectuado en julio
de 2009 y de 2010 en Martínez de la Torre, Ver., encuentro al que asiste gran cantidad de
acuacultores veracruzanos; y el Congreso Mundial de Acuacultura (WAS), celebrado en
septiembre del 2009 en el World Trade Center de Boca del Río, Ver.
El folleto de divulgación se puede descargar gratuitamente de mi página web, en: http://
www.inecol.edu.mx/personal/index.php/biologia-evolutiva/18-dr-miguel-rubio-godoy
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Referencias:
Bakke, T. A., Cable, J. and Harris, P. D. (2007), “The biology of gyrodactylid monogeneans:
the ‘Russian-doll killers’”, Advances in Parasitology 64, 161-376.
Buchmann, K., Lindenstrøm, T. and Bresciani, J. (2004), “Interactive associations between
fish hosts and monogeneans”, en: Host-Parasite Interactions, Vol. (eds. Wiegertjes, G. F. &
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García-Vásquez, A., Hansen, H. and Shinn, A. P. (2007), “A revised description of Gyrodactylus cichlidarum” Paperna, 1968 (Gyrodactylidae) from the Nile tilapia, Oreochromis
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333
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
YUCATÁN
335
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
337
ESTUDIO SOBRE LEPTOSPIROSIS EN MUNICIPIOS
DEL ESTADO DE YUCATÁN, SEVERAMENTE
1
AFECTADOS POR EL HURACÁN ISIDORO
M en C. María Fidelia Cárdenas Marrufo2, M en C. Ignacio Vado-Solís2 y M en C. Carlos Pérez-Osorio2
Introducción
La leptospirosis es una enfermedad causada por la infección de espiroquetas del género
leptospira.3 Es una zoonosis de amplia distribución mundial,4 que ha sido clasificada por
la OMS como re-emergente5 por el compromiso de la salud humana y repercusiones
económicas en la reproducción animal.6 Las leptospiras infectan los túbulos renales de
varios mamíferos reservorios domésticos (perros, vacas, cerdos, caballos) y silvestres
(roedores, zarigüeyas, mapaches), y son excretadas por la orina. La transmisión se da
por contacto directo con animales infectados o por exposición al agua, suelo o alimento
contaminado con la orina de animales infectados.7
La epidemiología de la leptospirosis humana es un reflejo de la relación ambiental entre
humanos y animales reservorios infectados.8
1 Proyecto
FOMIX: YUC-2002-CO1-8707
Monto aprobado y total: $144,000.00
2 Unidad
Interinstitucional de Investigación Clínica y Epidemiológica (UIICE), Facultad de Medicina de la
Universidad Autónoma de Yucatán.
3 J.M.
4 S.
Vinetz, “Leptospirosis”, Curr Opin Infect Dis. 2001; 14:527- 538.
Faine, b. Adler, C. Bolin, P. Perolat, “Leptospira and leptospirosis”, 2nd ed. Melbourne: MediSci; 1999.
5 F.X.
Meslin, “Global aspects of emerging and potencial zoonoses: WHO perspective”. Emerg Infect Dis
1997; 3: 223-228.
6 J.M.
7 S.
Vinetz. J.M., loc. cit.
Faine, loc. cit.
8 J.M.
Vinetz, loc. cit.
338
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La enfermedad causa un amplio espectro de manifestaciones clínicas en los humanos
que van desde infección subclínica, ligera (febril anictérica), severa (síndrome de Weil
con daño renal agudo ARF), hasta potencialmente fatal (síndrome renal con fiebre
hemorrágica HFRS y distress respiratorio agudo con hemorragia pulmonar PH).9
En los animales domésticos de interés económico causa serias pérdidas financieras
debido a abortos, muerte e infertilidad.10
Ocurre con mayor frecuencia en los países con clima tropical, abundantes lluvias y alta
temperatura.11 Es una zoonosis de transmisión principalmente hídrica, ya que el agua
es su medio de sobrevivencia y diseminación de un ambiente contaminado a uno no
contaminado.12
La existencia de leptospirosis en la República Mexicana fue demostrada en 1920 por el
Dr. Hideyo Noguchi en el Estado de Yucatán,13 y desde entonces hasta la fecha diferentes
estudios en humanos y reservorios confirman su endemicidad.14
La Península de Yucatán, por su situación geográfica, permanentemente es amenazada
por fenómenos naturales. El estado de Yucatán fue severamente afectado por el huracán
9
R. Plank & D. Dean, “Overwiew of the epidemiology, microbiology and pathogenesis of leptospira spp. in
humans”. Microbes and Infection. 2000; 2:1265-1276, y Jorge Zavala-Velázquez, María Cárdenas-Marrufo,
Ignacio Vado-SolÍs, Marco Cetina-Cámara, José Cano-Tur and Hugo Laviada-Molina. “Hemorrhagic pulmonary
leptospirosis: Three cases from the Yucatán península, México”. Rev Soc Bras Med Trop 2008, 41(4): 404-408.
10 Thierman
11 J.M.
12
AB. “Leptospirosis”. Clin Infec Dis 1995; 21:1-6.
Vinetz., loc. cit.
K. Western, “Vigilancia epidemiológica con posterioridad a los desastres naturales”. Organización
Panamericana de la Salud. Organización Mundial de la Salud. Pub. Científica No. 420.
13
H. Noguchi & J. Klieger, “Immunological studies with a strain of leptospira isolated from a case of yellow
fever in Mérida, Yucatan”. J Exp Med. 1920; 32-67.
14
I. Vado Solís, M.F. Cárdenas Marrufo, H. Laviada Molina, F. Vargas Puerto, B. Jiménez Delgadillo y J. Zavala
Velázquez, “Estudio de casos clínicos e incidencia de leptospirosis humana en el estado de Yucatán, México
durante el periodo 1998 a 2000”. Rev Biomédica 2002; 13 (3); I. Vado Solís, M.F. Cárdenas Marrufo, B. Jiménez
Delgadillo, A. Alzina López, H. Laviada Molina, V. Suárez Solís y J. Zavala Velázquez, “Clinical epidemiological
study of Leptospirosis in human and reservoirs in Yucatán, México”. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2002; 44(6):
335-340 y Matilde Jiménez-Coello Ignacio Vado-Solís, María F. Cárdenas-Marrufo, Jorge Rodríguez-Buenfil,
Antonio Ortega-Pacheco, “Serological survey of canine leptospirosis in the tropics of Yucatan Mexico using
two different tests”. Acta Tropica 2008; 106 (1): 22-26.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Isidoro en 2002. El Fondo Nacional de Desastres (FONDEN) estimó que 85 municipios de
un total de 106 sufrieron daños; la gran mayoría de ellos fueron de zonas rurales donde
se registraron inundaciones. Los fenómenos naturales afectan en gran diversidad a los
ecosistemas, favoreciendo el desplazamiento de animales salvajes o domésticos hacia
las proximidades de los asentamientos humanos, siendo esto un riesgo para la aparición
de enfermedades zoonóticas (leptospirosis), que pueden ser transmitidas tanto al
hombre como a otros animales. La identificación y caracterización epidemiológica es
fundamental para evaluar la posibilidad de que aparezca esta enfermedad en las zonas
afectadas por fenómenos naturales hidrológicos.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Fondo Mixto de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica CONACYT-Gobierno
del Estado de Yucatán “IMPACTO DEL HURACÁN ISIDORO”. Área salud: Prevención y
control de zoonosis (Leptospira).
Objetivo general
Determinar la frecuencia de infección a Leptospira interrogans en animales reservorios y
presencia de Leptospira en aguas de depósitos naturales, e identificar hábitos y prácticas
humanas que puedan representar un potencial riesgo de contraer la infección en
municipios afectados por el huracán Isidoro.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
El estudio se realizó en 34 municipios seleccionados al azar, de los 85 afectados por el
huracán Isidoro, y 14 animales reservorios fueron muestreados por municipio. Los datos
estadísticos de tamaño de muestra fueron calculados en el programa Epi-Info. Se tomaron muestras de sangre de bovinos, cerdos y perros. Se colectaron 14 muestras de agua
por municipio en depósitos naturales (cenotes, pozos y lagunas) y artificiales (tanques
de almacenamiento, abrevaderos, cisternas). En cada municipio se seleccionaron 12 personas que hubieran tenido contacto con animales reservorios con el fin de identificar
hábitos y prácticas humanas que pudieran representar un riesgo de contraer la infección.
Se utilizó un cuestionario para conocer los potenciales factores de riesgo (biológicos, naturales y socioculturales). Para determinar seropositividad y serovar infectante, se utilizó
la técnica de aglutinación microscópica (MAT),15 considerada por la OMS como prueba
15
D.M. Mayers, Manual de métodos para el diagnóstico de laboratorio de la leptospirosis. Nota técnica 30.
CEPANZO 0PS. Buenos Aires, 1985; pp. 7-8.
339
340
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
de referencia para leptospirosis, con un panel de 10 serovares prevalentes en la región.
Para detectar la presencia de Leptospira interrrogans en depósitos de agua se utilizó la
técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) con los primeros Lepat1 y Lepat2.16
Se encontró positividad a L. interrogans en 31 (91%) de los 34 municipios muestreados
(Figura 1). Se determinó una prevalencia de 30.5% (145/476) en animales reservorios,
y por especie la frecuencia de seropositivos en bovinos fue 45.8% (97/212), siendo los
serovares predominantes tarassovi (53.6%) y hardjo (31.6%) con títulos que oscilaron
entre 1:100 a 1:3,200. En los perros, la frecuencia fue 36% (22/61) siendo los serovares
predominantes canicola (79.8%) e icterohaemorragiae (9.8%) con títulos que oscilaron
entre 1:100 a 1:1,600. Para los cerdos, la frecuencia de animales seropositivos fue 13%
(26/203) con serovares predominantes a bratislava (66.0%) e icterohaemorragiae (18.7%)
con títulos entre 1:100 a 1:400. Las muestras de agua colectadas y procesadas por PCR
no presentaron amplificación de la fracción Lepat1-Lepat2, que sugiera la presencia de
L. interrogans.
Se entrevistó a un total de 408 personas, siendo 92% del sexo masculino con edad promedio de 42 años; 72% mencionó haber tenido inundaciones y 60.2% informó muertes de
animales a consecuencia del huracán. El 72% mencionó tener depósitos de agua naturales
(pozo, cenote, laguna) y 70% de éstos mencionó utilizar esta agua para limpieza o baño
personal. El 42% manifestó observar roedores dentro y alrededor de sus casas o trabajo;
90% no utiliza ropa protectora (zapatos cerrados) al realizar sus labores. El 44% mencionó
tener perros que conviven en la casa y son de compañía al realizar sus labores de trabajo.
El 99% no vacuna a sus animales contra leptospirosis y no conoce la enfermedad.
En conclusión, las bacterias causantes de la leptospirosis están presentes en bovinos,
cerdos y perros en los municipios del estado de Yucatán afectados por el huracán Isidoro.
La frecuencia de seropositividad presentó cambios después del fenómeno con respecto
a estudios previos en la región,17 en los bovinos de 5.6% a 45%, en perros de 19% a 36%
y en cerdos de 25% a 13%; los serovares detectados continúan siendo especie específica.
Si consideramos que estas especies están en contacto con los humanos, el riesgo de
infección está presente, sobre todo si tomamos en cuenta que los entrevistados señalaron
no conocer la enfermedad y como consecuencia no vacunan a sus animales. De los datos
obtenidos mediante encuestas, podemos determinar que los potenciales factores de
16
R. Murguía, N. Riquelme, G. Baranton y M. Cinco, “Oligonucleotides specific for pathogenic and saprofhytic
leptospira occurring in water”. FEMS Microbiology Letters. 1997; 148: 27-34
17 I.
Vado Solís, M.F. Cárdenas Marrufo, B. Jiménez Delgadillo, A. Alzina López, H. Laviada Molina, V. Suárez
Solís y J. Zavala Velázquez, “Clinical epidemiological study of Leptospirosis in human and reservoirs in Yucatán,
México”. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2002; 44(6): 335-340.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
riesgo de contraer la infección están presentes en las costumbres, hábitos y prácticas
de la población yucateca sobre todo del área rural, pero sin duda, el principal factor de
riesgo observado, el cual se hace más evidente en situaciones de fenómenos naturales,
fue el alarmante desconocimiento de la enfermedad y sus medidas preventivas como
son la existencia de vacunas para animales domésticos y de interés económico.
Figura 1. Seropositividad a Leptospira interrogans en animales reservorios
por municipio
Productos entregados
•
•
•
•
Reporte final con recomendaciones específicas a los beneficiarios del estudio:
Secretaría de Salud del estado de Yucatán y la Unión Ganadera Regional General de
Yucatán.
Pláticas informativas para promoción de la salud humana y vigilancia epizootiológica
sobre leptospirosis a grupos de ganaderos en los municipios muestreados.
Presentación en seminarios y congresos nacionales.
Tres tesis de licenciatura: químico biólogo farmacéutico, biólogo, médico cirujano.
Una recibió premio mejor de tesis por la empresa Investigación, Ciencia y Tecnología
Internacional (ICT internacional).
341
342
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones y/o beneficios obtenidos
En este estudio se pudo constatar el incremento de seropositividad a Leptospira interrogans en animales reservorios como consecuencia del huracán Isidoro; sin embargo,
el desconocimiento de la enfermedad y sus medidas preventivas obligan establecer mecanismos de vigilancia epidemiológica, prevención (promoción a la salud) para evitar
casos humanos, y la vigilancia epizootiológica de animales reservorios.
Se favoreció el trabajo interdisciplinario, incluyendo a químicos, biólogos, veterinarios
médicos, en colaboración con el sector salud y unión ganadera del estado de Yucatán.
Permitió realizar un estudio de casos y controles en personas ocupacionalmente expues­
tas, evaluación de métodos diagnósticos más sensible y específico como ELISA IgM.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
IMPACTO DE LIXIVIADO DE BASUREROS EN 1EL
ACUÍFERO CÁRSTICO DE MÉRIDA, YUCATÁN
Dr. Roger González Herrera2
Introducción
Las características muy particulares del subsuelo yucateco originan que el manejo
y disposición de los desechos sólidos representen un potencial de contaminación
del acuífero, única fuente del vital líquido para la población, ya que los basureros se
encuentra emplazados sobre rocas calizas fracturadas que presentan un alto grado
de carsticidad, lo que facilita la migración de lixiviados hacia el sistema acuífero local
cuyo nivel freático es somero (con profundidades máximas aproximadas de diez metros
debajo de la superficie del terreno en la parte sur del Estado de Yucatán). Por lo general,
los sitios de disposición de residuos domésticos no cuentan con recubrimiento en la
base; por lo anterior, se puede suponer que cualquier líquido derramado en el suelo, a
volúmenes considerables, llegará al acuífero.
1 Proyecto
FOMIX: YUC-2002-C01-8724
Monto aprobado y total: $768,600.00
2 Profesor
Investigador de la Universidad Autónoma de Yucatán y responsable del proyecto. También
participaron en el mismo el MI Ismael Abelardo Sánchez y Pinto, Profesor Investigador TC de la UADY;
el Dr. Iñaki Vadillo Pérez. Profesor Investigador de la Universidad de Málaga, España; el QBA. Víctor
Coronado Peraza y el IQI Javier Frías Tuyín, Técnicos Académicos TC de la UADY.
343
344
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El proyecto se enfocó al estudio de la evolución de la calidad del agua subterránea
del sistema acuífero localizado al noroeste de la ciudad de Mérida, el cual se ha visto
afectado por la contaminación mediante el lixiviado que se infiltra al nivel freático.
La ciudad de Mérida cuenta actualmente con un relleno sanitario, pero desde finales
de los años 70 hasta principios de 2000 se depositan los residuos sólidos directamente
en el terreno en un sitio en donde, durante los primeros años de vida del sitio, eran
incinerados después de la pepena; a partir de 1993 se implementó el método de área de
disposición, el cual consiste en construir celdas de basura directamente sobre la superficie
del terreno, sin ningún tipo de protección al acuífero. Ésta es una forma inadecuada de
disposición final de basura que no cumple las normas oficiales mexicanas como la NOM083-SEMARNAT-2003: “Especificaciones de protección ambiental para la selección del
sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de
un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial”, lo que
ha generado contaminación por medio de los lixiviados que se infiltran hacia el agua
subterránea.
Metodología
En el afán de obtener muestras representativas del lixiviado que percola del basurero
y que finalmente impacta al acuífero, se implementó un dispositivo para la intercepción del mismo, y su posterior análisis. El Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial otorgó al mencionado aparato la patente de innovación tecnológica #211497:
“Muestreador de lixiviado en sitios de disposición de desechos sólidos que no cuentan
con sistemas de recolección”, en 2002, según expediente PA/a/1998/001950 de la Dirección Divisional de Patentes. Se ubicaron estos dispositivos estratégicamente en el
sitio para recolectar muestras con una periodicidad prácticamente diaria en la época de
lluvias y se inspeccionaban semanalmente en la época de secas hasta colectar un volumen apropiado para las determinaciones analíticas que se realizaron en el laboratorio
de Ingeniería Ambiental de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de
Yucatán (Figuras 1 y 2). En el lugar se realizaron determinaciones de parámetros físicoquímicos en el lixiviado co­lectado, preservando y empacando aquellas que se transportaron al laboratorio para su posterior análisis.
La toma de muestras de agua subterránea se llevó a cabo considerando, dentro del ciclo
hidrológico, las épocas de sequía y lluvias en la zona, y aprovechando la presencia de
eventos extraordinarios como huracanes, durante el período estudiado, en la Península
de Yucatán.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Resultados
Con base en la química de los iones principales se dedujo que, durante el período de
estudio, el sitio estuvo en una fase transitoria, de la acetogénica a la metanogénica,
de descomposición la mayor parte del tiempo, y que las condiciones redox influyeron
en la infiltración de la precipitación y el tiempo de residencia del lixiviado en la basura.
Se advirtió que 16.71% de las sales queda retenido en el suelo y 83.28% pasa al subsuelo.
El potencial de infiltración promedio en la zona de estudio es de 0.197 l/s en los primeros
metros debajo del nivel del terreno, antes del nivel freático del acuífero. Durante la
realización de algunas pruebas de infiltración se obtuvieron descargas instantáneas
mayores a 10 l/s debido a la presencia de cavidades y fracturas encontradas en el sitio,
las cuales no permitieron establecer un flujo controlado y de caída constante del nivel
del agua en el tanque de observación que se utilizó para la mencionada prueba.
Las aguas de los pozos que circundan al basurero municipal corresponden al tipo bicarbonatada cálcica que es el tipo de agua que predomina en la región. Las de los pozos
ubicados en y muy próximos al sitio de disposición son, en general, del tipo mixta con
tendencia a clorurada sódica. Estos puntos de muestreo son los más afectados por la
contaminación que producen los lixiviados del basurero provenientes de los desechos de
origen doméstico, ya que se encuentran ubicados en donde éstos les llegan de manera
importante. El huracán Isidoro causó una disminución importante en las concentraciones de los contaminantes por el efecto advectivo y la dilución en el sistema.
Figura 1. Colecta de lixiviado en época
de secas
Figura 2. Colecta de lixiviado en época
de lluvias
345
346
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Conclusiones y recomendaciones
No se debe consumir el agua subterránea de la zona de estudio, ya que el consumo diario
máximo que se espera que no produzca efectos adversos a la salud, debe ser mucho
menor al requerido por el cuerpo humano (mismo que se estima en aproximadamente
3 litros al día), incluso en los pozos más alejados del basurero; en los más cercanos
equivaldría a un vaso de agua de 300 ml/día aproximadamente, para el caso de una
persona adulta. En un infante este consumo diario máximo sería menor que 300 ml,
puesto que cuenta con un peso corporal menor al del adulto y, por consiguiente, con
menores defensas.
Debido a que la gente ha presentado erupciones en la piel como consecuencia posible
del baño (Figura 3), se requiere complementar el presente estudio evaluando el riesgo a
la salud por la vía de la piel, para determinar si el contacto constante con esta agua efectivamente provoca afectaciones a la salud al ser absorbidos los contaminantes a través
de la dermis, poniéndose en contacto con los órganos del cuerpo humano.
El impacto del lixiviado del basurero municipal de Mérida no es evidente más allá de un
kilómetro de distancia del sitio; entonces, ocurre dilución y biodegradación en la pluma
de contaminación conforme migra gradiente abajo.
Figura 3. Niño con problemas dermatológicos por posible contacto con el agua
subterránea
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Se está dando un proceso de atenuación natural en el sistema acuífero como consecuencia de las grandes recargas habidas durante el período de precipitación pluvial, principalmente por el paso de huracanes en la zona.
Es preciso adoptar acciones de remedio y control lo más pronto posible. Entre las medidas de control que se sugieren en el presente estudio están las siguientes:
•
•
•
•
Aunque el sitio se encuentra cerrado, se debe evitar que se continúen depositando
residuos sólidos en el basurero de la ciudad de Mérida.
Evitar que se descarguen aguas de cualquier procedencia, incluso las de drenaje de
la ciudad, ya que estas descargas propician la generación de los lixiviados.
Colocar ventilas en el cerro de basura, con el objeto de que los gases que se producen
en el interior de éste puedan escapar al exterior y no sean incorporados al lixiviado;
así se evita una mayor contaminación del agua subterránea.
Colocar una cubierta de suelo protector de conductividad hidráulica baja, para evitar
que el agua pluvial continúe infiltrándose en el terreno tras lavar los residuos sólidos
presentes en el cerro, incorporando a su cuerpo los contaminantes presentes en
éstos y recargando al acuífero con los lixiviados generados de esta manera. Puede
utilizarse una combinación de geomembrana y capas de arcilla para incrementar
la eficiencia de la cubierta final. Con esto se cumpliría el objetivo de minimizar la
Figura 4. Vista de la entrada principal del ex-basurero municipal de Mérida,
actualmente cerrado
347
348
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
infiltración del lixiviado en el subsuelo debajo del basurero, eliminando el potencial
de contaminación del agua subterránea. Para que esta solución sea efectiva, es
preciso instalar un sistema colector de las aguas que escurren en el cerro, mismo
que ha de colocarse en el perímetro de éste, con la finalidad de que capte el agua de
la lluvia y la conduzca a un sitio para su posterior disposición.
Continuar los estudios relacionados con la contaminación del acuífero en la zona,
enfocándose a la determinación de la carga de contaminantes generada por las
lagunas de oxidación.
Adoptar las medidas de control adecuadas, para evitar que la contaminación se
extienda aún más en el acuífero.
Dado que el basurero ya ha sido cerrado al ingreso de desechos (Figura 4), lo conducente para reducir los constituyentes en el lixiviado sería dejar que un proceso activo,
natural en el sistema disminuya las concentraciones a niveles mínimos de importancia.
Si el sistema natural es capaz de inmovilizar a los contaminantes que emanan del sitio de
disposición disminuyendo las concentraciones disueltas a niveles mínimos, entonces el
sistema se remediará por sí mismo con éxito.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ZACATECAS
349
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ESTADO Y CONSERVACIÓN DEL PINO AZUL (PINUS
MAXIMARTINEZII) Y SUS ESPECIES ASOCIADAS
EN
1
LA SIERRA DE JUCHIPILA, ZACATECAS
Raúl René Ruiz Garduño, M. Márquez M., R. D. Valdez C., F. Blanco M. y J. C. Ledesma M.2
Introducción
El pino azul (Pinus maximartinezii Rzedowski) es una conífera rara, en peligro de extinción
(NOM-059-ECOL-2001, DOF, 2002), que únicamente se desarrolla en estado natural en
el Cerro de Piñones y áreas circunvecinas ubicadas en la parte oriente de la comunidad
de Pueblo Viejo, en el municipio de Juchipila, Zacatecas. La distribución natural de esta
especie es muy restringida y aparentemente nunca se ha extendido más allá de los
límites actuales de distribución (Balleza, 2000, López 1998). Se encuentra en grupos o de
manera aislada con individuos de porte variable que no superan los 10 metros de altura.
Esta especie representa un paleoendemismo acentuado por su reducida área de
dispersión. La legislación ambiental nacional la ubica en peligro de extinción debido a la
alteración entrópica del medio natural donde se desarrolla.
Actualmente gran parte del bosque original de Pinus maximartinezii Rzed. está deforestado porque esos terrenos se habilitaron para la producción agrícola. La población
1 Proyecto
FOMIX: ZAC-2003-C01-0065
Monto aprobado y total: $165,000.00
2 Profesores
Investigadores de la Universidad Autónoma Chapingo, Campus Zacatecas.
351
352
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
de pino que no se eliminó y ha logrado sobrevivir es muy baja, localizándose únicamente sobre cañadas y terrenos con pendientes fuertes; esos lugares no se deforestaron
porque las condiciones del terreno imposibilitaban practicar la agricultura. En la actua­
lidad la mayor proporción de las tierras que se utilizaban para agricultura han vuelto a
su aptitud original; sin embargo, los pocos ejemplares de pino que se distribuyen en el
terreno continúan sometidos a fuertes presiones, pero ahora por el ganado que pastorea en el área de manera inadecuada la mayor parte del año. De forma similar los
incendios forestales ocasionales y la recolección de semillas que se realiza de forma
inapropiada en algunos predios también contribuyen al deterioro de los recursos naturales disponibles dentro del área de distribución del pino, al punto que el hábitat de
esta especie se encuentra seriamente amenazada por la persistente erosión del suelo
ocasionada por las acciones anteriores.
Demanda especifica que atiende el proyecto
La población del Pinus maximartinezii Rzed. continúa sometida a fuertes presiones por las
actividades productivas que se desarrollan en su entorno. No se conoce con precisión el
área de distribución, su estado de conservación ni las alternativas para su preservación.
No obstante de estar catalogada como una especie en peligro de extinción, y sobre la
cual se ha realizado una gran cantidad de investigaciones, tanto por científicos mexicanos
como provenientes del extranjero, aún falta profundizar en tres campos fundamentales:
I.
Las profundas transformaciones que ha sufrido el hábitat donde evolucionó y se
conservó esta especie que, según Rzedowski (1964), representa un paleoendemismo acentuado (Arteaga et al., 2000); estas transformaciones del hábitat han
obedecido a razones de carácter histórico y socioeconómico de origen nacional,
regional y local, y durante las últimas tres décadas tienen relación con cuestiones
de carácter global.
II. Al Pinus maximartinezii Rzed. se le ha tratado de entender como una especie
aislada, sin profundizar el conocimiento sobre el ecosistema en que se encuentra,
a lo sumo se propone conservar su hábitat, pero no se entiende que sin una
perspectiva integral, no se puede incidir en lo concreto, y que lo más importante
es atender las necesidades de los propietarios del recurso para que puedan
conservarlo.
III. No se ha tomado en consideración el papel fundamental que desempeñan los
sujetos sociales que mantienen relación directa o indirecta con la existencia,
conservación y aprovechamiento del entorno dentro del cual se localiza la especie
de interés, que cubre una superficie mucho más reducida de cuanto lo han venido
diciendo los estudiosos de la misma.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Durante 43 años se han realizado investigaciones que no han logrado incorporar a los
propietarios de los terrenos donde se desarrolla la especie. Han sido considerados como
espectadores y se han formulado distintas propuestas para la conservación sin que se
haya puesto en marcha una sola; a los dueños del recurso se les ha minimizado y hasta
considerado como irresponsables por no proteger y conservar al Pinus maximartinezii
Rzed., mas nunca se han propuesto programas viables en donde el elemento central
sea el propietario. Se han propuesto medidas unilaterales como excluir la ganadería de
la que viven los dueños de los terrenos; se ha intentado penalizar a quienes venden la
semilla a nivel local, pero a nivel nacional e internacional, el valioso germoplasma sigue
circulando sin control alguno, y sin que ninguna instancia gubernamental ponga freno a
los mecanismos de especulación que se fomentan en el mercado negro.
Por lo anterior se consideró necesario revisar cuanto se ha realizado hasta ahora en
relación con el Pinus maximartinezii Rzed. y colocar en el centro del estudio a sus
propietarios, al ecosistema y a las medidas que tengan que llevarse a cabo para convertir
a este valioso y único recurso genético en oportunidad para el mejoramiento de la
calidad de vida de sus propietarios; consiguiendo esto, la protección, restauración y
conservación del ecosistema del pino vendrá por añadidura.
En la perspectiva de contribuir para el mejor conocimiento del estado de conservación
del Pinus maximartinezii Rzed. y sus especies asociadas, para proponer medidas
encaminadas a la protección, restauración, y conservación del ecosistema donde éste se
desarrolla, es que se propuso realizar la presente investigación.
Objetivo general
Determinar el estado y conservación del Pinus maximartinezii Rzed. mediante el análisis
de su población.
Descripción del desarrollo del proyecto
1. Ubicación y descripción geográfica del área de estudio
La zona de estudio fue el área donde se distribuye de manera natural el Pinus maximartinezii Rzed., la cual se ubica en el Cerro de Piñones y áreas colindantes, localizadas al
oeste de Pueblo Viejo, Juchipila, Zacatecas. Pertenece a la subprovincia fisiográfica
Sierras y Valles Zacatecanos, de la provincia Sierra Madre Occidental (SPP, 1981). Su
ubicación geográfica se encuentra en las coordenadas extremas 103°12’-103°15’ W y
21°19’-21°23’ N (Ruiz et al., 2007).
353
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
2. Delimitación del área de distribución natural del Pinus maximartinezii Rzed.
El polígono del área de distribución natural del Pinus maximartinezii Rzed. se delimitó con
base en ortofotos, escala 1:20,000 y mediante recorridos de campo. El resultado indica
que esta especie se distribuye en una superficie de 2,712 has, en fragmentos y/o individuos dispersos que en conjunto cubren una área de 62 has.
3. Contexto ecológico
Para caracterizar el componente ecológico del medio natural donde se distribuye el Pinus
maximartinezii Rzed. se construyó un Sistema de Información Geográfico que incluye
entre algunos de sus principales elementos, los que a continuación se describen:
Condición fisiográfica. Los paisajes donde se encuentra la mayor extensión de superficie
que contiene Pinus maximartinezii Rzed. son principalmente laderas extremada, fuerte y
ligeramente inclinadas, localizadas en zonas de acantilados, barrancos, escarpe o talud,
así como en cauces de arroyos que se ubican en zonas de laderas fuertemente inclinadas.
El rango de altitud en el que crece y desarrolla el pino va de los 1,700 a los 2,540 msnm.
Condición geológica. Los terrenos donde existen fragmentos de Pinus maximartinezii
Rzed. se encuentran formados por un material geológico de roca ígnea de tipo toba.
Condición climática. El área de distribución natural del Pinus maximartinezii Rzed. presenta tres grupos climáticos: semicálido, semiárido y templado. La mayoría de la superficie
con pino (39.45%) se encuentra distribuida en clima de tipo semicálido-cálido subhúme­
do, le sigue el clima semiárido (34.47%) y finalmente el templado subhúmedo (26.08%).
Esto lleva a establecer que el clima más favorable para el desarrollo de esta especie es el
semicálido-cálido subhúmedo, y el menos propicio es el de tipo templado subhúmedo.
Sin embargo, se cree que las áreas donde existió una mayor superficie de esta especie
fueron las de clima templado subhúmedo, y que fueron deforestadas porque eran las
áreas con las mejores condiciones para el establecimiento de los cultivos agrícolas.
Condición edáfica. En 74.86% de la superficie con fragmentos de Pinus maximartinezii
Rzed. está presente el tipo de suelo Feozem háplico con una subunidad de Leptosol y
textura media. En segundo lugar está el Leptosol con Feozem háplico de textura media
que ocupan 9.97% del área con pino. Asimismo, puede decirse que el tipo de suelo
más propicio para el crecimiento y desarrollo de esta especie es el Feozem háplico de
textura media. Esta unidad de suelo se caracteriza por encontrarse en varias condiciones
climáticas, desde zonas semiáridas hasta templadas o tropicales muy lluviosas, así como
en diversos tipos de terrenos, desde planos hasta montañosos; por la clase de textura
que tiene este suelo presentan menos problemas de drenaje, aireación y fertilidad.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La erosión hídrica con pérdida del suelo superficial afecta 19.97% del área de distribución del pino, el nivel de afectación es ligero y las principales causas son la deforestación y remoción de la vegetación (actualmente en proceso de recuperación) y
las actividades agrícolas.
Tipos de vegetación. En 49.93% de la superficie con Pinus maximartinezii Rzed., esta
especie está asociada al bosque de latifoliadas, principalmente Quercus spp. Se ha
constatado que la función que desempeña este tipo de especies y otras más, es servirle
al pino como facilitador en su crecimiento y desarrollo. El matorral inerme es la segunda
comunidad vegetal en importancia donde está presente el pino.
4. Contexto histórico y social
Contexto histórico. El proceso socio-histórico que ha llevado al ecosistema Pinus
maximartinezii Rzedowski al estado en que se encuentra, puede resumirse así:
En la época precolombina, la cultura caxcana dominó el territorio del cañón de Juchipila y
en particular los terrenos forestales donde crece el pino. Es a finales del siglo XVI cuando
los españoles conquistaron la región.
En el periodo de la corona española, la existencia del pino piñonero fue reportada por
Don Alonso de la Mota y Escobar en 1605 en una de las relaciones que le envió a Don
Pedro Fernández de Castro, Marqués de Sarria, Conde de Lemos y Andrade, presidente
de todos los Estados de las Indias Orientales y Occidentales de la Real Corona de
Castilla. El hecho de que desde este tiempo se tengan reportes de la existencia del pino
piñonero y las características de sus semillas, es porque constituía un recurso natural de
importancia para la población nativa de ese entonces.
A finales del siglo XVII los pinos piñoneros seguían siendo de interés para los naturales del
pueblo de Juchipila y se vieron en la necesidad de comprar tierras realengas que habían
sido dadas en merced a Hernán Flores de la Torre; comprar las tierras y hasta pagar
impuesto por ello, era algo que les convenía, dado que habían venido aprovechando el
piñón desde época muy antigua.
Así, a principios del siglo XIX las tierras con Pinus maximartinezii Rzed. estaban en poder
nuevamente de los naturales de Juchipila, se utilizaban para la crianza de animales, no
se cultivaban y no estaban ni en arrendamiento ni en aparcería porque eran propiedad
legítima de los indios de Juchipila.
Después, se desconoce qué pasó con los cambios de propietarios y con las actividades
desarrolladas en los terrenos de interés hasta principios del siglo XX. Es evidente que
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
entre 1804 y 1910 se volvió a dar otra reconfiguración en la propiedad de la tierra entre
los pueblos indígenas y los descendientes de los españoles, porque siempre estuvo en
disputa el dominio de la posesión del territorio.
Es a partir de 1920 cuando empieza a intensificarse la intervención directa del hombre
sobre el área de distribución del Pinus maximartinezii Rzed. mediante la realización de
desmontes y aclareos para la práctica de la agricultura de subsistencia. Esta actividad se
realizó en todos aquellos espacios en los que el suelo era favorable para el cultivo, y lo
mismo se trabajó con yuntas que con coa para establecer “coamiles”. En aquellas áreas
en donde había suelo de regular calidad, y también pinos, éstos fueron eliminados para
dar paso a cultivos de maíz y de frijol.
La agricultura se desarrolló fuertemente entre los años 1920 y 1960, para luego empezar a
disminuir de manera paulatina. Al irse abandonando la agricultura, la presión disminuyó,
pero no del todo, porque entonces las tierras fueron utilizadas para la crianza de ganado
bovino en libre pastoreo, lo que dificultó la regeneración natural del bosque, proceso
que hubiera de haberse esperado al dejar las tierras incultas.
Contexto social. El crecimiento demográfico en la región ejerció presión sobre los
terrenos con pino, y conforme se avanzó durante el periodo posrevolucionario se hizo
más intensa hasta finales de los años setenta. Este proceso se manifestó deforestando
más tierras para abrir espacios al cultivo de maíz y frijol para el autoconsumo.
Durante la época en la que hubo la mayor cantidad de población en las tierras con
Pinus maximartinezii Rzed., se cosechaba toda la semilla que producía el pino. También
existió un sistema de aparcería mediante el cual los más pobres recolectaban los conos
y extraían los piñones, y los propietarios de la tierra realizaban el reparto. Hubo épocas
durante las cuales se llegaron a moler las semillas del piñón para hacer tortillas que
consumían los medieros. Por su parte, los propietarios la vendían en Juchipila, Moyahua
o en Guadalajara.
La deforestación para abrir tierras a la agricultura indujo un cambio en la vegetación
donde crece el Pinus maximartinezii Rzed. En la actualidad, se estima que más de 80%
de la vegetación original del estrato arbóreo fue eliminada para abrir los terrenos a la
agricultura. Al abandonar las prácticas agrícolas, comenzó el proceso de regeneración
natural del bosque, sólo que este proceso ha sido muy lento y se ha visto obstaculizado por
los incendios forestales y por el sobrepastoreo, a tal grado que la vegetación secundaria
no cubre toda el área que fue deforestada, por lo que existen espacios desprovistos de
vegetación y expuestos de manera permanente a los efectos de la erosión del suelo, ya
sea hídrica o eólica.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El proceso de deforestación, seguido de las prácticas agrícolas, conlleva la pérdida de
la fertilidad del suelo, debido a que por las pendientes pronunciadas y las lluvias se
producen fuertes arrastres de suelo con materia orgánica que deja de incorporarse al
suelo y, por lo tanto, la fertilidad decrece. Ésta es otra de las principales razones por
las que se abandonó la agricultura en estos terrenos. Actualmente, este proceso se
ha detenido en la mayor parte del bosque y sólo en pequeñas áreas desprovistas de
vegetación está presente.
La erosión es un proceso que se establece inmediatamente después de que se talan los
árboles; este fenómeno da origen al arrastre de suelo y nutrientes y a la formación de
cárcavas. Éste fue un problema fuerte cuando se practicaba la agricultura, y aun años
después. Sin embargo, actualmente está en proceso de reversión, debido a que el suelo
se va cubriendo con vegetación secundaria y las áreas desprovistas de vegetación cada
vez son menos, aunque aún está presente en sitios muy localizados.
En el presente, en toda el área de distribución natural del Pinus maximartinezii Rzed., así
como en los espacios aledaños, predomina el uso pecuario bajo el sistema pastoril. El
sistema pastoril que se practica es muy deficiente, pues carece de programa de pastoreo,
el ganado pastorea libremente y en forma continua la mayor parte del año, de tal manera
que no existe un período de recuperación del agostadero; la carga animal no se regula de
acuerdo con el potencial forrajero del área, por lo que casi siempre es mayor la cantidad
de animales a la capacidad de sustentación del ecosistema.
Toda la superficie donde se desarrolla el Pinus maximartinezii Rzed. es propiedad privada,
existiendo dueños que pueden tener hasta 300 has, en tanto que otros apenas tienen
diez. En la actualidad, existe cierta tendencia al fraccionamiento de las propiedades, al
menos en algunos predios, por su reparto entre los descendientes de las principales
familias que han sido las propietarias de estos terrenos durante los últimos ochenta años.
5. Estado de conservación del Pinus maximartinezii Rzed.
Para conocer el estado de conservación del pino en su medio natural, se levantó
información en campo. Al interior del polígono que delimita la distribución espacial del
Pinus maximartinezii Rzed. se establecieron 27 sitios de muestreo, con una superficie de
1000 m2 (0.1 ha) cada uno, distribuidos dentro de los fragmentos de bosque de pino.
Población y densidad. En la superficie muestreada (2.7 has) se encontró un total de 372
individuos de Pinus maximartinezii Rzed. con diámetro a la altura del pecho (dap) ≥6 cm,
esta población representa una densidad de 137.7 pinos por ha.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Regeneración natural. En el área muestreada de 2.7 has se localizaron 967 renuevos de
Pinus maximartinezii Rzed. Estos ejemplares tenían un porte ≥25 cm y menor a 2.0 m y
constituyen una densidad de 358.2 árboles por ha, además de que sólo en tres de los 27
sitios muestreados no se encontraron renuevos.
Estado físico. Con base en sus características físicas observadas en campo, en nueve
sitios muestreados se encontró 100% de los pinos sanos; en 11 sitios, más de 90% de los
pinos exhibieron una condición sana, y sólo en siete sitios se registró una proporción de
entre 10 y 20% de pinos con algún daño físico. La característica única y común a todos
los pinos que no se consideraron sanos obedeció a la presencia de daños causados por
incendios que ocurrieron hace más de cinco años; sin embargo, actualmente exhibían
franca recuperación.
Composición florística. Un total de 10 familias y 17 especies con dap igual o mayor
a 6 cm, fue reportado en los 27 sitios de muestreo (2.7 has). El 27.3% de las familias
representaron 52.9% de la especies; las familias Leguminosae, Convolvulaceae y Fagaceae
fueron las más abundantes con cuatro, tres y dos especies respectivamente, en tanto
que 72.7% de las familias registraron una sola especie (Figura 1).
Riqueza de especies. En el área muestreada se encontraron 17 especies arbóreas representadas por 801 individuos con dap ≥6 cm. Del total de especies, 29.4% registró un solo
Figura 1. Distribución de las familias de acuerdo con el número de especies
en 27 sitios de muestreo (2.7 ha) del área de distribución natural del Pinus
maximartinezii Rzed
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
individuo, mientras que tres especies (17.6%) concentraron 77.5% de los individuos; la
especie Pinus maximartinezii Rzed. fue la que más destacó con 46.4% de los individuos
registrados; le siguieron en importancia el encino colorado (Quercus gentry) y el palo
dulce (Eysenhardtia polystachya), con 16.4% y 14.7%, respectivamente.
La comunidad vegetal del área de distribución natural del Pinus maximartinezii Rzed.
presenta una diversidad y composición florística que puede considerarse adecuada
para un ecosistema de bosque fragmentado, donde la intervención humana deforestó
grandes extensiones y sólo quedaron pocos árboles en terrenos con fuertes pendientes.
Además, es de señalarse que la comunidad vegetal en su conjunto presenta una buena
tasa de recuperación, pese a que continúa la presión que ejerce la ganadería bovina, a
considerar por el desarrollo de la vegetación secundaria que está cubriendo la mayor
proporción de la superficie en estudio.
Productos entregados
Derivado de las actividades que se desarrollaron en el proyecto, se obtuvieron dos
productos mismos que se entregaron a FOMIX:
•
•
Un Sistema de Información Geográfica (SIG) que integra diversas coberturas y
sus bases de datos de mapas temáticos de: a) Topografía, b) Geología, c) Tipos de
suelo, d) Usos del suelo y tipos de vegetación, e) Climas, f) Áreas de conservación y
aprovechamiento, y g) Áreas de riesgo y amenazas.
Un documento técnico con el diagnóstico del estado de conservación del pino
azul (Pinus maximartinezii) en el que se da cuenta de su medio natural, así como la
problemática ambiental que afronta.
Conclusiones
El área donde se distribuye de manera natural el Pinus maximartinezii Rzed. abarca una
superficie de 2,712 has.
Se confirma que el Pinus maximartinezii Rzed. es una especie microendémica en peligro
de extinción, y de no emprenderse acciones tendentes a su protección y conservación,
tanto por parte de las instancias gubernamentales vinculadas al desarrollo y a la
protección del medio ambiente, como por parte de sus propietarios, posiblemente el
riesgo de extinción se incremente.
La comunidad vegetal del área de distribución natural del Pinus maximartinezii Rzed.
presenta una diversidad y composición florística que se considera adecuada para un
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
ecosistema de bosque fragmentado, donde la intervención humana deforestó grandes
extensiones y sólo quedaron pocos árboles en terrenos con fuertes pendientes.
La regeneración natural del Pinus maximartinezii Rzed. en el área muestreada, dentro
de su área de distribución natural, se considera regular, aspecto que puede favorecer en
forma importante la recuperación natural del pino, siempre y cuando no se presenten
fuertes disturbios como sería el caso de un incendio forestal.
En virtud de lo anterior, y por tratarse de fragmentos de bosque con Pinus maximartinezii
Rzed., el área de distribución natural de esta especie, constituye un sitio ideal para la
conservación y protección del banco de germoplasma y estabilidad misma del bosque
regional; además, es la fuente de semilla para áreas aledañas, donde se está dando el
proceso de recuperación natural a través de la sucesión, o bien en sitios desnudos donde
apenas se inician procesos de colonización.
Por todo lo anterior, se recomienda considerar al área de distribución natural del Pinus
maximartinezii Rzed. y sus inmediaciones como un ecosistema de al menos 5,000 has
sujeto a la protección ambiental que consagra la legislación mexicana en materia de
recursos naturales, en el que deben aplicarse las siguientes propuestas:
I. Establecer el manejo silvopastoril.
II. Creación del mercado legal para comercializar la semilla del Pinus maximartinezii
Rzed.
III. Establecer un programa de pago por servicios ambientales con énfasis en la
biodiversidad.
IV. Crear un área natural protegida en la modalidad de protección de flora y fauna.
Agradecimientos
Al FOMIX CONACYT-ZAC-2003-C01, por el financiamiento parcial del proyecto con clave:
0065, cuyos resultados han servido en parte para elaborar este artículo.
Bibliografía
Arteaga-Martínez, B., H. García-Rodríguez y J. G. Rivera-Medrano (2000). Piñón Grande
Pinus maximartinezii Rzedowski. Chapingo (México), División de Ciencias Forestales,
Universidad Autónoma Chapingo. 134pp.
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Agronomía, Zacatecas, México.
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Diario Oficial de la Federación. 2002. Norma Oficial Mexicana NOM-059-ECOL-2001.
Protección ambiental-Especies nativas de México de flora y fauna silvestres-Categorías
de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio-Lista de especies en
riesgo. México, D. F.
López, M. L. 1998. “Regeneración, crecimiento y dinámica poblacional del pino azul Pinus
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G. Pérez-Pérez (2007). “Ordenamiento Territorial y Aprovechamiento de los Recursos
Naturales: El Ecosistema del Pinus maximartinezii Rzed. en Juchipila, Zacatecas”. Memorias
en Disco Compacto del IV Congreso Internacional de Ordenamiento Territorial. Del 13 al
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Coordinación General de los Servicios Nacionales de Estadística, Geografía e Informática.
México, D.F.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
1
CIENCIA EN TODOS LOS RINCONES
Miguel García Guerrero,2 L.C.C. Bertha Gpe. Michel Sandoval, Ing. Antonio Villarreal
Álvarez, I. en C. Miguel Ángel Manzanares Arroyo, Fís. Ninfa Navarro López, Édgar Arturo
Ramos Rambaud y Viridiana Esparza Manrique.
Introducción
La ciencia representa un rasgo característico de nuestro mundo en la actualidad; uno de
los actores protagónicos en el escenario de los tiempos modernos.
Pese a esta indiscutible trascendencia, la esencia de la actividad científica sigue siendo
un agente oculto para la mayoría de las personas. La falta de conocimiento público sobre
la ciencia y la forma en que incide en nuestras vidas, tanto a nivel macro como micro,
constituye una ironía sumamente representativa de la cultura moderna.
“La ciencia es uno de los rasgos esenciales, un producto típico de los tiempos modernos.
Ha crecido aceleradamente en años recientes y cada día influye más en la vida cotidiana.
La forma en que la ciencia ejerce esta influencia no es clara para la mayoría de la gente
y lo que se ha logrado con la investigación científica es prácticamente desconocido. Casi
nadie duda que la ciencia es importante aunque sólo unos cuantos puedan dar razones
para poner en claro tal importancia.” (Estrada, 2002)
1 Proyecto
FOMIX: ZAC-2005-01-16486
Monto aprobado y total: $550,000.00
2 Del
Museo de Ciencias de la Universidad Autónoma de Zacatecas.
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La divulgación científica intenta recontextualizar la ciencia y sus conocimientos de forma
pertinente con la realidad de las personas a las que se dirige. Así, se busca que las personas desarrollen conocimientos, habilidades y actitudes capaces de acercarlos a la ciencia
para entenderla y dimensionar su importancia.
Antecedentes
El 11 de octubre de 1983 abrió sus puertas al público el Museo de Ciencias de la Universidad Autónoma de Zacatecas. El Museo inició como un intento por rescatar y dar a cono­
cer un gabinete de física, traído de Francia en el siglo XIX por José Árbol y Bonilla. Como
sus exhibiciones ofrecían una interacción muy limitada con los visitantes, el Museo des­
arrolló desde un inicio actividades complementarias para acercar la ciencia al público:
conferencias, proyecciones y publicaciones.
A partir de 1990 se iniciaron los talleres de ciencia recreativa a través del Club Infantil de
la Ciencia; en este programa –que sigue trabajando hasta la fecha– se usan experimentos
y demostraciones para conseguir que niños y jóvenes entiendan principios científicos.
Para 2001, el Museo impulsa la formación de Quark, un grupo de divulgación que sigue
trabajando hasta la fecha. Está integrado por jóvenes voluntarios dedicados a realizar
actividades científicas divertidas para el público no especializado. El principal enfoque
del Grupo son los talleres recreativos, aunque también se realizan conferencias, cursos
y artículos de divulgación. Quark realiza constantemente actividades en el Club Infantil
de la Ciencia, escuelas, eventos académicos y en múltiples municipios de Zacatecas; así
mismo se ha impulsado la creación de dos nuevos clubes: uno de lectura de ciencia y
otro de astronomía para aficionados.
Desde el inicio de las actividades del Museo de Ciencias, en la década de los ochenta, y posteriormente en colaboración con el Grupo Quark, ha sido una prioridad para
nuestro grupo de trabajo llevar actividades de ciencia recreativa a los municipios del
estado de Zacatecas. Sin embargo, para una entidad con más de 1.3 millones de habitantes, distribuidos en 58 municipios con una superficie total de 75,416 km2 no es
sencillo que un reducido equipo de trabajo –integrado por 5 docentes y 45 voluntarios–
sea capaz de dar la cobertura mínima necesaria en cuanto a actividades de divulgación
y educación científicas.
Motivos
Actualmente, la brecha que existe entre ciencia y sociedad representa un gran problema:
“la ciencia es una parte oculta de la cultura contemporánea y es necesario corregir esta
anomalía.” (Estrada, 2002)
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
La situación es especialmente grave para el caso de los municipios. Generalmente los esfuerzos de divulgación están centrados en las grandes ciudades. En México la mayoría de
las actividades se realizan en el Distrito Federal y en todas las entidades restantes existe
una fuerte carga hace las capitales estatales.
A través de las actividades llevadas a cabo por el Museo de Ciencias y el Grupo Quark
en los municipios, pudimos constatar dos cosas: la ausencia casi total de divulgación de
la ciencia en las comunidades y un ávido interés por los temas científicos. Al concluir
nuestras visitas comúnmente nos encontramos con una pregunta recurrente: “¿Cuándo regresan?”
No es sencillo responder esto. Resulta complicado comprometerse a regresar a un mismo lugar cuando aún existen muchas comunidades que nunca hemos visitado. Somos
un equipo de 50 personas intentando dar cobertura a un estado con un gran territorio y
una gran dispersión de población, a la vez que tratamos de no descuidar los programas
que realizamos en la capital.
Era necesario implementar otra estrategia, buscar una alternativa para poder llevar las
actividades de ciencia divertida a gran parte de nuestro estado y, al mismo tiempo, poder
formar equipos capaces de ampliar la cobertura de la divulgación científica en Zacatecas.
Ciencia en Todos los Rincones
Con esto en mente, se planteó un proyecto a los Fondos Mixtos del CONACYT y el
Gobierno del Estado de Zacatecas. La propuesta consistía en crear una Sala Científica
Móvil, espacio de aprendizaje lúdico comprometido a visitar 18 municipios con estadías
de un mes.
Desde un inicio se contempló involucrar a jóvenes locales para hacerse cargo de las actividades. Esto se determinó en función de dos objetivos:
1. Darle pertinencia a las exhibiciones, proyectarlas sobre la realidad local.
2. Estimular la formación de núcleos de divulgación en sus comunidades.
Como el nombre del proyecto lo indica, nuestra intención era llevar la ciencia a todos los
rincones de nuestro estado y, al mismo tiempo, mostrar que podemos encontrarla en
todos lados, no sólo en laboratorios o museos.
En septiembre de 2006 el proyecto fue aprobado e iniciamos las actividades en noviembre del mismo año. El equipo de trabajo se integró con un perfil interdisciplinario, inclu­
yendo a investigadores, divulgadores, comunicadores y museólogos. Para el desarrollo
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de las actividades resultó fundamental el aporte voluntario de los integrantes del Grupo
Quark, quienes participaron de forma activa en la conceptualización, diseño, construcción y mantenimiento de las exhibiciones utilizadas en el proyecto, así como en la capacitación de los guías que le dieron vida a la Sala Científica Móvil.
Demanda Específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
Mejoramiento del rendimiento educativo en el estado en ciencias en educación básica
y media.
Objetivo General
Impulsar el desarrollo de actividades de divulgación de la ciencia capaces de apoyar
la educación científica en los niveles básico y medio de los municipios del estado de
Zacatecas.
Descripción del desarrollo del proyecto (proceso y beneficios)
La Sala Científica Móvil, creada en el proyecto, fue llamada ‘Fantástica’, en alusión al viaje
fantástico que ofrecería a sus visitantes. El trabajo para darle vida a Fantástica se des­
arrolló en tres etapas: conceptualización, diseño y construcción.
Se decidió llevar a los participantes a un viaje través de las diferentes escalas físicas
de nuestro Universo. El inicio se ubicó en los quarks, que son junto a los electrones las
partículas más pequeñas que conocernos, y al avanzar las exhibiciones abordan fenómenos de un tamaño cada vez mayor hasta cerrar el recorrido con las estructuras más
grandes conocidas: los supercúmulos de galaxias.
Originalmente se consideraron 50 modelos para la construcción de exhibiciones; finalmente la lista se redujo a 24 que abordan los siguientes temas: física cuántica, electromagnetismo, termodinámica, mecánica, matemáticas, acústica, óptica y astrofísica.
Gran parte de las exhibiciones usadas son aparatos clásicos en la divulgación como la
esfera de plasma, el giroscopio o la cámara de niebla. También se tomaron “prestadas”
actividades desarrolladas por otros grupos de divulgación mexicanos y se construyeron
tres modelos originales, diseñados por completo por el grupo Quark y el Museo de Ciencias (los referentes a la física del átomo).
Para construir los aparatos se buscó usar materiales sencillos y comunes; la idea esencial
fue facilitar al máximo la reproducción de los modelos para estimular la réplica de las
actividades en escuelas y centros culturales. Los aparatos se construyeron con hierro, o
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bases de ese material, para garantizar su resistencia a los constantes viajes de que serían
sujetos. De igual manera las bases de la museografía se hicieron de este material y los
elementos gráficos se incorporaron a través de lonas impresas.
Tras 6 meses de trabajo, Fantástica estuvo lista e inició sus actividades con el público el
29 de mayo de 2007 en el municipio de Fresnillo, el segundo más importante del estado
después de la capital.
La vida en el camino
La Sala ya existía físicamente, pero aún hacía falta establecer las condiciones para darle
vida: conseguir sedes, establecer colaboraciones locales y, sobre todo, reclutar y preparar a los guías, encargados de llevar a cabo todas las actividades. En cada municipio se
llevaron a cabo varios procesos para hacer posible la labor de Fantástica.
Gestión
Inicialmente se estableció contacto con las autoridades municipales, encargadas de
proveer la sede para instalar Fantástica, programar las visitas de grupos escolares y
apoyar con recursos para solventar los gastos de traslado, mantenimiento y capacitación
asociados a la Sala.
En principio, nuestra perspectiva fue muy ingenua: contemplábamos trámites expeditos
en los municipios para darle agilidad al trabajo. Aunque no se presentó un solo ayuntamiento que rechazara la visita de Fantástica, en muchos casos la gestión se convirtió en
un proceso que retrasó el desarrollo del proyecto.
Reclutamiento
Una vez que se garantizaron los apoyos necesarios para llevar la Sala al municipio, se rea­
lizaron visitas a instituciones de educación media superior para invitar a los estudiantes
a participar en el proyecto. En promedio, en cada comunidad se integraron equipos de
entre 12 y 15 jóvenes. Esto excedió considerablemente las expectativas originales, se
tenía proyectado involucrar un promedio de 6 a 8 personas por municipio.
Capacitación
Previo al inicio de actividades con el público, y con las exhibiciones de Fantástica debidamente instaladas, se dedicó una semana a capacitar a los guías de la Sala. En este
proceso el personal de Quark y el Museo de Ciencias los preparó en cuatro niveles: concientización, metodología, conocimientos y operación.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
El primer proceso busca que los guías tengan bien claros la importancia y los objetivos
de la labor que van a realizar. La metodología se refiera a la formar de realizar los reco­
rridos y las actividades con los visitantes. Los conocimientos implican la apropiación de
los principios científicos inherentes a las exhibiciones. La operación contempla los procedimientos necesarios para el buen desarrollo de las actividades.
Ejecución
Al concluir la capacitación, los guías de cada municipio asumieron la responsabilidad de
operar Fantástica; sin embargo, se les ofreció un apoyo constante. Una vez que la sala estaba operando en un municipio, se realizaron visitas periódicas de supervisión, asesoría
y mantenimiento una o dos veces por semana.
Seguimiento a grupos
Fantástica representó una valiosa herramienta para conseguir que las personas en los
municipios se interesen por la ciencia y busquen participar en actividades de divulgación.
Así mismo, se convirtió en un gran soporte para las actividades de educación científica
desarrolladas en los planteles locales de educación básica, media básica y media superior. Todas estas actividades tuvieron como resultado un gran interés por las actividades
de divulgación científica; sin embargo, la Sala que llevó la divulgación de la ciencia al
municipio estaba a punto de partir.
Para aprovechar el entusiasmo generado, era necesario establecer una oferta permanente de actividades científicas para el público local. Una vez concluido el trabajo de
Fantástica, se procedió a brindar los elementos y el apoyo para que los guías formaran
su propio grupo de divulgación.
Originalmente se contempló que, con la experiencia desarrollada en Fantástica, los guías
tomarían la iniciativa para mantener activo su grupo. La realidad no fue tan benéfica: de
12 grupos formados sólo 5 se mantuvieron activos 3 meses después de la salida de Fantástica y actualmente sólo 3 siguen trabajando. El análisis de los diferentes casos indica
3 elementos clave que incidieron en la permanencia de los grupos:
a. Apoyo institucional. Los grupos necesitan de materiales y una sede para realizar
sus actividades. Para contar con estos elementos las instituciones, como escuelas
o centros culturales, juegan un rol fundamental. Casi todos los grupos activos
consiguieron asociarse a una organización para apoyar su labor.
b. Acción inmediata. En casi todos los casos, la conclusión de actividades de Fantástica
encuentra a los guías con un gran ánimo para mantenerse activos en procesos de
divulgación. Esto es muy útil cuando consiguen poner manos a la obra rápidamente.
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Sin embargo, muchos grupos no consiguen hacerlo, les hace falta iniciativa o una
idea de cómo arrancar sus actividades como grupo.
c. Metas definidas. Los grupos que se plantearon objetivos bien definidos y asequibles
en el corto plazo se mantuvieron activos, mientras aquellos que sólo querían seguir
“por inercia” se apagaron rápidamente.
Para incrementar la permanencia de los grupos creados a partir de Fantástica, se requieren mecánicas para arrancar sus actividades y así dejarlos ocupados en su tarea
de divulgación científica. Actualmente, como parte de un nuevo proyecto, se está
constru­yendo un kit didáctico que servirá como eje para apoyar a los grupos que
siguen trabajando, reactivar a aquellos que interrumpieron sus labores, formar nuevos
núcleos en otros municipios y apoyar los procesos de educación científica formal en
los diferentes educativos.
Conclusiones y beneficios obtenidos
Fantástica estableció sus actividades en un total de 16 sedes: Fresnillo, Río Grande, Villa­
nueva, Jalpa, Juchipila, Tlaltenango, Jerez, Valparaíso, Guadalupe, Villa González Ortega,
Luis Moya, Zacatecas (como parte del Encuentro Nacional de Divulgación Científica), Villa
de Cos, Pinos, Calera y Enrique Estrada. No se alcanzó el objetivo de visitar 18 municipios
en el periodo acordado por el impacto negativo que tuvo la crisis sanitaria derivada de
la Influenza AH1N1.
Se involucró a 200 personas como guías de las actividades de Fantástica, quienes fueron
capacitadas de manera inicial para llevar a cabo actividades de divulgación. Sus esfuerzos
impactaron directamente, a través de la Sala, a más de 30 mil personas.
Conclusiones
La idea de este proyecto desde un inicio fue incrementar la cobertura de la divulgación
científica en la entidad, no sólo de forma temporal con Fantástica, sino con una red permanente de núcleos de jóvenes divulgadores en los municipios. Así, con la idea de obtener un máximo provecho de todo el proyecto es fundamental aumentar el grado de
permanencia de los grupos de divulgación en los municipios.
Para esto, actualmente se trabaja en el desarrollo de un kit didáctico, con materiales
orientados a fortalecer a los grupos en activo y a estimular la reactivación de quienes no
están trabajando. Se pretende usar este mismo kit para estimular a que profesores realicen procesos de divulgación como complemento a sus actividades académicas.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
371
372
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Un reto especial para los grupos establecidos es generar una oferta permanente y
periódica de actividades científicas para el público no especializado de su localidad.
Apro­vechando el interés generado, debemos establecer las condiciones para que las
personas se mantengan ligadas a la ciencia de forma cotidiana.
El gran reto que se enfrenta actualmente radica en articular la actividad de los grupos
formados para crear una red de divulgadores en Zacatecas, capaz de impulsar el des­
arrollo de la ciencia recreativa en el estado. Al mismo tiempo, se pretende propiciar la
interacción y retroalimentación de los grupos con el sistema educativo formal; para des­
arrollar una cultura científica generalizada en la entidad, es imprescindible la construcción de una sinergia entre los agentes educativos formales (profesores) y los no formales
(divulgadores).
Bibliografía
Estrada, L. (2002). “La divulgación de la ciencia”. En Tonda et al., Antología de la divulgación de la ciencia en México. México, UNAM.
Flores, J. (1998). Cómo hacer un museo de ciencias. México, Fondo de Cultura Económica.
García, M. (2008). Ciencia en todos los rincones. Manual de divulgación en talleres. Zacatecas, Universidad Autónoma de Zacatecas.
García, M. (2009). Los talleres de divulgación científica como agentes para el desarrollo de
una cultura científica. Buenos Aires, Universidad de Quilmes.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DESARROLLO DE UN NUEVO MÉTODO DE
EXPLOTACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LA 1MINERÍA
A TRAVÉS DEL USO DEL PYROBLAST-C®
Alejandro Mantecón2
Antecedentes
El uso de explosivos convencionales para la fragmentación de roca tiene como
consecuencia la generación de algunos factores adversos como gases tóxicos, ondas de
choque, vuelo de rocas y vibración. Estos factores incrementan sustancialmente el riesgo
de daños o accidentes, por lo que la aplicación de explosivos convencionales en áreas
urbanas no es, como puede deducirse, recomendable en todos los casos.
Con la finalidad de incrementar el control y la seguridad en la fragmentación de rocas
en áreas sensibles por población, vivienda, tráfico vehicular, maquinaria y equipo, o por
restricciones ambientales, reduciendo por ende el riesgo para las personas y bienes, se
pensó en el desarrollo del dispositivo integrado con un iniciador electrónico y que tiene
aplicación en minería y construcción.
1 Este
estudio se deriva del apoyo del Fondo Mixto CONACYT a PyroSmart México, SA de CV,
con clave ZAC-2008-C01-109275, y se refiere a un dispositivo pirotécnico para la fragmentación
de rocas que se activa de manera electrónica.
Monto aprobado y total: $1,768,250.00
2 De
PyroSmart México, SA de CV.
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374
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Descripción
Dispositivo pirotécnico industrial para la fragmentación de rocas en áreas sensibles con
activación electrónica.
Introducción
Existen varios tipos de explosivos industriales para la fragmentación de roca basados
muchos en el nitrato de amonio como componente. Los explosivos convencionales son
iniciados por una fuente de choque que genera suficiente energía para su reacción.
Usualmente estos iniciadores o accesorios iniciadores están compuestos de penta
eritritol de tetra nitrita (PETN o pentrita), por lo que su velocidad de detonación puede
alcanzar rangos superiores a los 4,500 mts/seg.
Estos niveles de velocidad de detonación (VOD, Velocity of Detonation por sus siglas en
inglés) tienen consecuentemente efectos adversos en ciertas aplicaciones como altos
niveles de onda de choque, altos niveles de vibración, sobrefracturación de roca, vuelo
de partículas, ruido, gases y polvos.
¿Cómo trabaja el dispositivo?
Una vez que se ha realizado el barrenado en roca o concreto a una profundidad normal de
0.8 a 1.0 mts (aproximadamente 70% del tamaño de la roca), el dispositivo es insertado
en el fondo del barreno. El dispositivo puede ser utilizado con una carga pírica desde 25
hasta 600 gramos, dependiendo del tipo de roca, profundidad del barreno, condiciones
del entorno y tamaño de roca resultante deseada. Cuando el dispositivo es colocado en
el barreno, es sellado con gravilla fina o asfalto a fin de sellar firmemente el barreno,
evitando la pérdida de energía.
El dispositivo reacciona mediante una deflagración, es decir, una explosión isobárica con
llama a baja velocidad de propagación, avanzando en el frente con una difusión térmica
o una baja onda de choque y generando, en forma súbita, una gran cantidad de gases a
relativa baja presión.
Los dispositivos pueden ser utilizados en forma individual, así como en ‘rosario’
dependiendo de la profundidad del barreno, tipo y formación de roca. El número máximo
de dispositivos unidos en serie o paralelo dependerá de la profundidad del barreno y de
los resultados en tamaño de roca resultante, tipo de fragmentación y desplazamiento
que se espera de la liberación de energía. La unión de los dispositivos puede realizarse en
una combinación de diferentes tipos de carga pírica para ajustarse a los parámetros de
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Equipos eFuse para activación con periodos de retardo variables secuenciales
eFuse 8 channels
factor de carga requeridos. Esto significa, como ejemplo, que pueden unirse dispositivos
con diferentes combinaciones de carga pírica para el aporte energético requerido.
Es importante que las conexiones de cada iniciador electrónico en cada dispositivo estén
conectadas al cable de alimentación, a fin de que cada dispositivo sea iniciado mediante
la energía eléctrica, ya que los dispositivos no se accionan por medio de una onda de
choque o por simpatía, lo que refuerza la seguridad en el uso y aplicación del dispositivo
contra los métodos convencionales con uso de explosivos industriales.
El dispositivo pirotécnico fragmentador de roca de alta seguridad presenta nuevas y
diferentes características para trabajos extractivos en roca de dureza mayor a 4.0 en la
escala de Mohs en áreas sensibles.
De manera concreta las diferencias e innovaciones se exponen a continuación:
1. El dispositivo no contiene nitrato de amonio sino una mezcla de propelentes
químicos con base en: perclorato de potasio, aluminio y ácido bórico. El dispositivo
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376
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
2.
3.
4.
5.
6.
no requiere para su iniciación ningún accesorio con contenido de penta eritritol de
tetra nitrita (PETN o pentrita), como pueden ser fulminantes, cordones detonantes
o dispositivos iniciadores no eléctricos con base en tubos de choque en sus distintas
presentaciones.
El dispositivo incluye un iniciador electrónico que mediante un pulso genera una
chispa y temperatura suficientes para activar los componentes químicos contenidos
en el dispositivo.
Las características de empaque y del compuesto permiten que el dispositivo pueda
ser degradado y desactivado mediante el contacto o saturación en agua en un perio­
do mayor a 24 hrs. Éste es un aspecto de extraordinaria importancia en el dispositivo y una valiosa diferencia comparativa, ya que incrementa el nivel de seguridad al
permitir la inhabilitación de las propiedades químicas de la mezcla y el riesgo de los
explosivos no activados en campo.
El dispositivo produce niveles de ruido de 80 a 85 dBl a 50 mts. de distancia en
condiciones adecuadas de taqueo o confinamiento de barreno.
El dispositivo es un cilindro de cartón con medidas variables, tanto en su longitud
como en su diámetro, que contiene una proporción variable de los componentes
químicos descritos en esta sección, sellados en su extremo con un tapón de plástico
adherido con una mezcla de solventes, principalmente tolueno y otro con una mezcla
de pintura vinílica, gomas y tolueno. Entre el tapón superior y la carga pírica se tiene
una sección aislante inerte de suma importancia para la manufactura segura del
dispositivo que puede ser marmolina o caliza molida.
El efecto que produce la aplicación del dispositivo puede ser variado y depende del
tipo de roca y condiciones geológicas y físicas de la misma, así como de la plantilla
de barrenación usada. Para complementar la descripción que se va a realizar y con
objeto de ayudar a una comprensión de las características del invento, se acompaña
a la presente memoria descriptiva con un juego de planos, con cuyas figuras se
comprenderán más fácilmente las innovaciones así como las características del
dispositivo objeto de la invención. De igual manera se agrega la fórmula química
única (Fórmula) y las características especiales del empaque.
Demanda específica que atiende el proyecto a nivel estatal o municipal
El proyecto responde a la necesidad de la industria de la construcción de contar con
una tecnología que permitiera fragmentar roca de forma mucho más eficiente que la
maquinaria (martillo hidráulico), y con una mayor seguridad que los altos explosivos,
de forma tal que pudiera utilizarse en la fragmentación de roca al realizar obras de
zanjeo para instalaciones hidráulicas, eléctricas, vialidades, etcétera, dentro de zonas
urbanas o con cercanía a zonas habitacionales o lugares en donde se tenga la presencia
de infraestructura o con restricciones ambientales.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
En el área de la industria de la minería, el proyecto aporta grandes beneficios al sustituir
a los iniciadores convencionales de los altos explosivos, ofreciendo todo un sistema
electrónico que aporta mucho mayor seguridad, menor nivel de ruido, tiempos de
retardo variables, programación, y sobre todo, a un costo inferior de lo que actualmente
cuesta en el mercado.
El producto Pyroblast-C tiene una proyección no solamente estatal, sino nacional e
internacional, dentro de ambas industrias.
Ventajas
El dispositivo tiene ventajas tangibles, medibles, útiles y sustentables en su aplicación,
como son las siguientes:
a. La incorporación de un iniciador electrónico.
b. Mucha mayor seguridad que con los explosivos convencionales al no requerir
iniciadores con base en PETN (penta eritritol de tetra nitrita o pentrita), que pueden
accionarse mediante impacto.
c. Mucha mayor seguridad que los explosivos convencionales al no ser iniciados
mediante una onda de choque, lo que impide que disminuye el riesgo de iniciación
no programada por simpatía.
d. Menor onda de choque, ruido, vibración, vuelo de partículas, polvo y ruido que los
explosivos convencionales basados en nitrato de amonio.
e. Mayor control en la fragmentación de roca que con explosivos convencionales,
pudiendo lograr líneas de fractura para contorno y precorte.
f. Menores paros de operación en obra que con explosivos convencionales.
g. Mucha mayor posibilidad de cargas y recargas y producción que con expansores
químicos.
h. Ninguna restricción por humedad o temperatura o barrenos con polvo que con
expansores químicos.
i. Mayor avance que con martillo hidráulico en rocas de dureza media y dura de 100
MPa en adelante.
j. La posibilidad de inhabilitación del material, con fines de seguridad, mediante la
saturación en agua en periodos mayores a las 24 hrs.
Objetivo general
•
•
Obtener un nuevo método para la fragmentación de roca en minería a través del
desarrollo de un sistema confiable y útil.
Una metodología para la aplicación confiable del producto.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
•
•
•
•
•
•
Una fuente de consulta que integrara la información sobre mediciones, pruebas de
laboratorio, alcances, limitaciones, uso, medidas de seguridad, etcétera.
Un sistema de ignición que proporciona una alternativa integral tanto para la
iniciación de los altos explosivos en trabajos de extracción en minería, como del
dispositivo Pyroblast-C .
Un sistema de control de calidad basado en procedimientos que aseguren la adecua­
da utilización y aplicación del producto.
Un método de costos para la valoración de las soluciones propuestas a través de la
implementación o uso del sistema.
Equipo técnico debidamente preparado para aplicar, asesorar y capacitar sobre el
uso tanto del producto como del sistema de ignición integral.
Pruebas de laboratorio con mediciones científicas al producto.
Consideramos que el proyecto concluye de forma exitosa, ya que logra aportar hoy una
nueva tecnología en materia de fragmentación de roca pero, sobre todo, un sistema
integral para la iniciación de altos explosivos y para el mismo producto PYROBLAST-C,
sustituyendo cordones detonantes, iniciadores tradicionales con base en PETN y algunos
accesorios, a un costo mucho más económico, incrementando eficiencias productivas.
Equipos eFuse para activación con periodos de retardo variables secuenciales eFuse
8 channels.
Este desarrollo en su conjunto permite la explotación de yacimientos con una nueva
alternativa sin los efectos adversos, como la sobrefracturación de la roca, la vibración o
el vuelo de roca, lo que da como resultado:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La reutilización de bancos de piedra en zonas con avance de zona urbana, o el trabajo
de bancos de roca o agregados cerca de comunidades o infraestructura.
El trabajo de bancos con materiales delicados o frágiles como ónix, mármol o
canteras, etcétera.
Nuevos métodos extractivos para minas de minerales no metálicos
El trabajo de caminos, accesos, exploración, nivelación de terrenos en zonas
urbanas, zanjeo, obras de agua potable o alcantarillado y obras eléctricas.
Estabilización de taludes.
Urbanización y obras viales.
Desborde en minería de minerales metálicos subterráneamente.
La exploración sísmica por el método de refracción.
La fragmentación de concreto en áreas sensibles.
Trabajos inmediatos en problemas de deslizamientos de tierras, caída de rocas,
reencauzamiento de ríos o arroyos y otras contingencias por problemas climáticos.
Rocas de sobretamaño.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Descripción del desarrollo del proyecto
El proyecto se divide en 3 etapas importantes:
•
•
•
Desarrollo del producto
Trabajo en campo para la aplicación del producto
Sistema de aplicación
Desarrollo del producto. Se logró obtener un producto confiable, seguro, que aporta
grandes beneficios a la industria de la minería y a la industria de la construcción, y
que compite con los productos non explosives que existen actualmente en el mercado
norteamericano y en el mercado europeo.
En el trabajo de campo. Se logró conjuntar toda la información obtenida en los trabajos e
investigación realizada, tanto en campo como en laboratorio, condensándola en un Ma­
nual de Uso del PYROBLAST-C que permitiera a cualquier interesado conocer las particularidades, bondades y facilidades del producto. Este Manual, así mismo, interpreta los
datos obtenidos a lo largo del proyecto, con lo que se logra documentar proce­dimientos
constructivos para diferentes aplicaciones con un fundamento en la seguridad.
Otra meta importante dentro del proyecto era darle una difusión adecuada con los
sectores interesados, situación que se logró a través de participación en convenciones
y pláticas:
1. Convención Nacional de Minería, abril 2010, Chihuahua, Chih.
2. Convención Nacional de Ingeniería en Vías Terrestres, julio 2010, León, Gto.
3. Participando en diversos foros con la CMIC incluyendo Guadalajara, Puebla, Los
Cabos, Zacatecas, Durango, Chihuahua, Monterrey.
4. Pláticas a través de Fondo de Fomento Minero, incluyendo Matehuala, SLP; Zimapán,
Pachuca y Tula, Hgo.
5. Pláticas a empresas como: Peñoles, Grupo México, Cemex, Macocozac, Capstone
Gold, Kansas City Southern, Comisión Federal de Electricidad, sólo por nombrar
algunas.
6. Pláticas en universidades como la Universidad Autónoma de Zacatecas, la
Universidad Panamericana en Guadalajara, la Universidad de Guanajuato.
7. Creación y mejora de la página web del producto (www.pyroblast-c.com) con más
de 2,172 visitas en el periodo de este análisis, con un promedio de 2.38 páginas
visitadas por persona en un periodo de tiempo en sitio de 00:02:35 a través de
54 países.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
8. Pláticas en Guatemala, El Salvador, Panamá y negociaciones vigentes en Perú,
Guatemala y Estados Unidos.
Desarrollo del sistema. Se desarrolló además un software conjuntamente con empresas
de desarrollo de tecnología, que permite contar hoy con un sistema de ignición llamado
eFuse, el cual posibilita la iniciación electrónica de los productos por medio de la
programación de tiempos de retardo variables. Éstos son a elección del usuario, de las
condiciones de seguridad y vibración límite y, sobre todo, representan una disminución
importante en costos.
Se integró, además, un elemento fundamental que es el cerillo eléctrico, el cual permite la
iniciación del producto con una certeza de 100%, a través de un método electrónico que
comparado con cordones detonantes y otros métodos, ofrece mucha mayor seguridad,
confiabilidad, productividad, etcétera.
Ese elemento requería, a su vez, de un equipo que emitiera pulsos eléctricos en forma
programada y que se desarrolló a partir de los conocimientos y necesidades que el mismo
trabajo arrojó a lo largo del estudio realizado. Actualmente, la empresa cuenta con un
dispositivo electrónico que unido al cerillo eléctrico constituyen, en forma conjunta,
parte de un sistema (eFuse).
La empresa adicionalmente desarrolló un Manual de Operación de la eFuse que incluye
contratos de responsabilidad, pólizas de garantía y el Manual de Operación que forma
parte de este reporte.
Productos entregados
Un producto y un sistema confiable para la fragmentación de roca en áreas sensibles. El
producto no compite con explosivos. Los explosivos tienen su propio mercado y aplicación.
El sistema está diseñado para ser utilizado precisamente en aplicaciones sensibles donde
los explosivos no deben utilizarse. Esto significa que nuestras soluciones son útiles donde
existen restricciones por población, vivienda, tráfico vehicular, maquinaria y/o equipos o
por restricciones ambientales.
El dispositivo y el sistema de iniciación del mismo incrementan el control de la vibración.
La vibración es un aspecto que depende de muchos factores, incluyendo la profundidad
de barrenos, sobrebarrenación, orientación de los barrenos, continuidad o discontinuidad de la masa rocosa, la geología, la cantidad de carga iniciada en un mismo instante, el
tipo de explosivo utilizado, etcétera.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Sin embargo, el sistema Pyroblast-C comparado con cualquier tipo de explosivo
convencional, por su velocidad de detonación (DOT), por su activación electrónica con
periodo de retardos variables y por la cantidad de carga, da como resultado mucho
menores niveles de vibración y vuelo de roca.
Manual del Uso del Pyroblast-C y Manual de Uso de eFUSE. Con la información clara
para la aplicación, cálculo, diseño, determinación de productos a utilizar, resultados
esperados, costos, para diferentes ambientes incluyendo:
•
•
•
•
•
Roca de sobre tamaño
Zanjeo
Banco
Desborde
Fosa
Desarrollo de políticas de la empresa incluidas. Política de Seguridad, Políticas de
Calidad, Política de Pruebas, Política de Embarques, Política de Capacitación. Todas estas
políticas aseguran el sistema de calidad en el uso del producto a través del desarrollo y
actualización de los manuales, informes, reportes, aseguramiento de los conocimientos
mínimos para la aplicación de nuestros sistemas en forma segura con los resultados
esperados.
Registro de marcas, patentes y derechos de autor. De acuerdo con los objetivos del
proyecto se logró la protección legal de la propiedad intelectual obtenida, a través de los
registros de marcas, derechos de autor del Manual de Uso Pyroblast-C y el registro de
patente del dispositivo como consta en los documentos anexos.
Conclusiones
Hoy contamos una tecnología altamente competitiva y novedosa que se está exportando
a países como Brasil, y próximamente Chile, Costa Rica, Panamá, Colombia y Argentina.
Se cuenta con una metodología clara, útil y competitiva para la iniciación y aplicación del
Pyroblast-C como una alternativa viable para nuevos métodos extractivos en la industria
minera, destacando su uso en: canteras, mármol, ónix, minerales no metálicos como la
ziolita y en minería metálica en aplicaciones de desborde, fragmentación de concreto,
obras de portales, rocas de sobretamaño y estabilización de taludes.
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Se cuenta con consolas eFuse Smart Blast System, el cual es un equipo electrónico
manufacturado por PyroSmart México, SA de CV (PyroSmart) para la activación secuencial
con periodos de tiempo variable de iniciadores electrónicos J-Tek, que pueden estar
integrados a un dispositivo fragmentador de roca de alta seguridad Pyroblast-C.
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
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DIRECTORIO
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
DIRECTORIO DE EMPRESAS, ORGANISMOS E
INSTITUCIONES EDUCATIVAS PARTICIPANTES
Morelos
Dr. Alfredo Martínez Jiménez
Universidad Nacional Autónoma de
México, Instituto de Biotecnología
(01 777) 317 5781
alfredo@ibt.unam.mx
Cuernavaca, Morelos
Dra. Sofía Esperanza Garrido Hoyos
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
Coordinación de Tratamiento y Calidad
del Agua
(01 777) 329 3600 ext. 320
(01 777) 329 3662
sgarrido@tlaloc.imta.mx
Jiutepec, Morelos
Nayarit
Dra. Ninfa María Rosas García
Instituto Politécnico Nacional
Centro de Biotecnología Genómica
(01 899) 924 3627 ext. 7721
nrosas@ipn.mx
Reynosa, Tamaulipas
Dr. José Armando Ulloa
Universidad Autónoma de Nayarit
Centro de Tecnología de Alimentos
(01 311) 211 8851
arulloa@nayar.uan.mx
Tepic, Nayarit
Nuevo León
MA Cirilo Noguera Silva
Centro de Ingeniería y Desarrollo
Industrial
(01 442) 211 9800 ext. 1213
cnoguera@cidesi.mx
Querétaro, Querétaro
Dr. Belzahet Treviño Arjona
ITESM Campus Monterrey
Centro de Estudios del Agua
(01 81) 10 74 95 69
btrevino@iis.mx
Nuevo León, Monterrey
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EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Puebla
Dr. Abel Gil Muñoz
Colegio de Postgraduados
Campus Puebla
(01 222) 285 0013
gila@colpos.mx
Puebla, Puebla
Dr. Daniel Claudio Martínez Carrera
Colegio de Postgraduados
Campus Puebla
(01 222) 285 2162; 222 285 2798
dcarrera@colpos.mx
Puebla, Puebla
Dra. Griselda Corro Hernández
Benemérita Universidad Autónoma de
Puebla
(01 222) 229 5500 ext. 7294
cs001380@siu.buap.mx
Puebla, Puebla
Querétaro
Dr. Fernando Martínez Bustos
CINVESTAV-QUERÉTARO
IPN-SEP
(01 422) 211 9905
fmartinez@qro.cinvestav.mx
Querétaro, Querétaro
Dra. Mahinda Martínez y Díaz de Salas
Universidad Autónoma de Querétaro
Facultad de Ciencias
(01 442) 192 1200
mahinda@uaq.mx
Querétaro, Querétaro
Dr. Gilberto Herrera Ruiz
Universidad Autónoma de Querétaro
Facultad de Ingeniería
(01 442) 192 1200 ext. 6016
gherrera@uaq.mx
Querétaro, Querétaro
Quintana Roo
Dr. Héctor Nolasco Soria
Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología
del Estado de Quintana Roo
Director Editorial, Innovación para la
Vinculación, FOMIX Quintana Roo
(01 612) 12384 84 ext. 3406
hnolasco2008@hotmail.com
Chetumal, Quintana Roo
San Luis Potosí
Dr. Rubén López Revilla
Instituto Potosino de Investigación
Científica y Tecnológica
División de Biología Molecular
(01 444)-834-2053
rlopez@ipicyt.edu.mx
San Luis Potosí, San Luis Potosí
Quim. Lorenzo Cerda Guerrero
Canel’s SA
(01 444) 8246090
lcerda@canels.com
San Luis Potosí, San Luis Potosí
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Sinaloa
Dra. María Guadalupe Martha Zarain
Herzberg
Centro de Ciencias de Sinaloa
(01 667) 7599 000 ext. 1124
marthazarain@gmail.com
Culiacán, Sinaloa
Dr. Horacio Roldán López
Universidad Autónoma de Sinaloa
Facultad de Arquitectura
(01 667) 1610 474
trescascabeles@hotmail.com
Culiacán, Sinaloa
Dr. Cuauhtémoc Reyes Moreno
Universidad Autónoma de Sinaloa
Facultad de Ciencias Químico-Biológicas
(01 667) 715 7641 y (01 667) 1423 914
creyes@uas.uasnet.mx
Culiacán, Sinaloa
Sonora
Dr. Jaime López Cervantes
Instituto Tecnológico de Sonora
Departamento de Biotecnología y
Productos Naturales
(01 644) 410 0900
jlopezc@itson.mx
Ciudad Obregón, Sonora
Dr. Alejandro Pardo Guzmán
Centro de Investigación y Desarrollo de
Ingeniería Avanzada, SA de CV
Dirección General
(01 662) 254 4703
dino.pardo@cidia.com.mx
Hermosillo, Sonora
Tabasco
Lic. Ana Beatriz Parizot Wolter
Chocolates “Walter”
(01 933) 337 1122
wolter@prodigy.net.mx
Comalco, Tabasco
Tamaulipas
Ing. Augusto Carlos Mendoza Pérez
Industrias Gobar S de RL de CV
Gobar Systems, INC.
(01 868) 150 1000
carlos.mendonza@gobarsystems.com
Matamoros, Tamaulipas
Dr. Miguel Ángel Arronte García
Instituto Politécnico Nacional
CICATA Unidad Altamira
(01 833) 2600 125
marronte@ipn.mx
Altamira, Tamaulipas
Dr. Jacinto Carreón Treviño
Universidad Autónoma de Tamaulipas
Unidad Académica Multidisciplinaria
Agronomía y Ciencias
(01 834) 318 1800 ext. 2139
jatrevino@uat.edu.mx
Ciudad Victoria, Tamaulipas
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390
EL IMPACTO DE LOS FONDOS MIXTOS EN EL DESARROLLO REGIONAL
Tlaxcala
Yucatán
Dr. Aníbal Griceldo Quispe Limaylla
Colegio de Postgraduados
SAGARPA
(01 595) 9520200 ext. 1854
anibalq@colpos.mx
Texcoco, Estado de México
MC María Fidelia Cárdenas Marrufo
Facultad de Medicina
Universidad Autónoma de Yucatán
(01 999) 924 05 54 ext. 1161
cmarrufo@uady.mx
Mérida, Yucatán
Adrián González Romo
El Colegio de Tlaxcala, AC
(01 246) 645 233
aromo@colpos.mx
San Pablo Apetatitlán, Tlaxcala
Dr. Roger Amílcar González Herrera
Universidad Autónoma de Yucatán
Facultad de Ingeniería
(01 999) 930 0550 ext. 1073
gherrera@uady.mx
Mérida, Yucatán
Dr. Juan Suárez Sánchez
Universidad Autónoma de Tlaxcala
Facultad de Agrobiología
(01 248) 481 5382
jsuarezs71@hotmail.com
Ixtaculxtla, Tlaxcala
Veracruz
Dr. Miguel Rubio Godoy
Instituto de Ecología, AC
Red de Biología Evolutiva
(01 228) 842 1800 ext. 6208
miguel.rubio@inecol.edu.mx
Xalapa, Veracruz
Zacatecas
Raúl René Ruiz Garduño
Universidad Autónoma de Chapingo
Dirección de Centros Regionales
Universitarios o CRUCEN
(01 492) 9246147 ext. 116
coroneogto@yahoo.com.mx
Zacatecas, Zacatecas
MG Miguel García Guerrero
Universidad Autónoma de Zacatecas
Museo de Ciencias
(01 492) 922 2924 ext. 117
miguel@grupoquark.com
Zacatecas, Zacatecas
Eduardo Alejandro Mantecón González
PyroSmart México, SA de CV
(01 492) 899 2577
alejandromantecon@mac.com
Zacatecas, Zacatecas
Esta obra se terminó de imprimir en
el mes de junio de 2011, con un tiraje
de 1,000 ejemplares en los talleres de
Imagen Maestra